Η ταξιν?μηση κατ? Baltimore των ι?ν, που αναπτ?χθηκε απ? τον Αμερικαν? βιολ?γο
[1]
David Baltimore, βασ?ζεται στη μ?θοδο σ?νθεση? του ιικο?
mRNA
.
Η
ταξιν?μηση κατ? Baltimore
ε?ναι ?να σ?στημα ταξιν?μηση? ι?ν που ομαδοποιε? του?
ιο??
σε οικογ?νειε?, αν?λογα με τον τ?πο του
γονιδι?ματ??
του? (
DNA
,
RNA
, μον?κλωνο, δ?κλωνο κτλπ.) και τη μ?θοδο
αντιγραφ??
του?. Το σ?στημα αναπτ?χθηκε απ? τον Ντ?ιβιντ Μπ?λτιμορ (David Baltimore).
Η ταξιν?μηση των ι?ν σ?μφωνα με το γονιδ?ωμα του? σημα?νει ?τι ?σοι αν?κουν σε μια δεδομ?νη κατηγορ?α θα συμπεριφ?ρονται με τον ?διο τρ?πο, γεγον?? που προσφ?ρει ορισμ?νε? ενδε?ξει? που μπορο?ν να οδηγ?σουν την περαιτ?ρω ?ρευνα. Οι επτ? τ?ξει? του συστ?ματο? ταξιν?μηση? κατ? Baltimore ε?ναι οι ακ?λουθε?:
- Ι:
Ιο? με δ?κλωνο DNA
(dsDNA), για παρ?δειγμα
Ερπητο?ο?
,
Αδενο?ο?
και
Π?ποβα?ο?
.
- ΙΙ:
Ιο? με μον?κλωνο DNA
(ssDNA), για παρ?δειγμα
Π?ρβο?οι
.
- III:
Ιο? με δ?κλωνο RNA
(dsRNA), για παρ?δειγμα
Ρεο?ο?
.
- IV:
Ιο? με μον?κλωνο RNA θετικ?? (+) πολικ?τητα?
, για παρ?δειγμα
Πικορνα?ο?
,
Τογκα?ο?
- V:
Ιο? με μον?κλωνο RNA αρνητικ?? (-) πολικ?τητα?
, για παρ?δειγμα
Ορθομυξο?ο?
,
Ραβδο?ο?
- VI:
Ιο? με μον?κλωνο RNA θετικ?? πολικ?τητα? που αντιγρ?φονται μ?σω εν?? ενδι?μεσου μορ?ου DNA
, για παρ?δειγμα
Ρετρο?ο?
- VII:
Ιο? με δ?κλωνο DNA που αντιγρ?φονται μ?σω εν?? ενδι?μεσου μορ?ου μον?κλωνου RNA
Οπτικοπο?ηση των 7 τ?ξεων ι?ν, σ?μφωνα με την ταξιν?μηση κατ? Baltimore
Οι ιο? αυτ?? τη? τ?ξη? πρ?πει να εισ?λθουν στον
πυρ?να
του ξενιστ? για να μπορ?σουν να αντιγραφο?ν. Επιπλ?ον, αυτο? οι ιο? απαιτο?ν
πολυμερ?σε?
των κυττ?ρων-ξενιστ?ν να αντιγρ?ψουν το
γονιδ?ωμα
του? και, ω? εκ το?του, εξαρτ?νται σε μεγ?λο βαθμ? απ? τον
κυτταρικ? κ?κλο
. Η σωστ? μ?λυνση και παραγωγ? απογ?νων απαιτε? το κ?τταρο να βρ?σκεται σε φ?ση αντιγραφ??, καθ?? τ?τε ε?ναι ενεργοποιημ?νε? οι κυτταρικ?? πολυμερ?σε?. Ο ι?? μπορε? να προκαλ?σει την
δια?ρεση του κυττ?ρου
, η οπο?α μπορε? να οδηγ?σει σε μετασχηματισμ? του κυττ?ρου και τελικ? σε
καρκ?νο
. Παραδε?γματα τη? τ?ξη? αυτ?? αποτελο?ν οι
Ερπητο?ο?
, οι
Αδενο?ο?
και οι Π?ποβα?ο?.
Υπ?ρχει μ?νο ?να καλ? μελετημ?νο παρ?δειγμα ιο? τη? τ?ξη? Ι που δεν αντιγρ?φεται μ?σα στον πυρ?να: η οικογ?νεια των Pox ι?ν, εν?? υψηλ?? παθογονικ?τητα? ιο? που μολ?νει τα
σπονδυλωτ?
και περιλαμβ?νει τον ι? τη?
ευλογι??
.
Το mRNA παρ?γεται τακτικ? απ? ιικ? DNA μ?σω μεταγραφ?? χρησιμοποι?ντα? την RNA πολυμερ?ση II του ξενιστ?. Η μεταγραφ? παρ?γει δ?ο τ?που? mRNA: 1) πρ?ιμο mRNA, που μεταγρ?φεται πριν απ? τη σ?νθεση του ιικο? DNA, και 2) ?ψιμο mRNA, που μεταγρ?φεται απ? το DNA των απογ?νων.
Σε αυτ? την τ?ξη περιλαμβ?νονται ιο? των οικογενει?ν Anelloviridae, Circoviridae και Parvoviridae (που μολ?νουν σπονδυλωτ?), Geminiviridae και Nanoviridae (που προσβ?λλουν φυτ?), και Microviridae (που προσβ?λλουν
προκαρυ?τε?
). Οι περισσ?τεροι απ? αυτο?? ?χουν κυκλικ? γονιδι?ματα (οι παρβο?ο? ε?ναι η μ?νη γνωστ? εξα?ρεση). Οι ιο? που προσβ?λλουν ευκαρυ?τε? αντιγρ?φονται κυρ?ω? στον πυρ?να - συν?θω? μ?σω εν?? μηχανισμο? κυλι?μενου κ?κλου, σχηματ?ζοντα? ?να ενδι?μεσο δ?κλωνο DNA κατ? τη διαδικασ?α.
?πω? συμβα?νει με του? περισσ?τερου? ιο??
RNA
, αυτ? η τ?ξη αναπαρ?γεται στο "πυρηνικ?" καψ?διο που βρ?σκεται στο
κυτταρ?πλασμα
, χωρ?? να χρει?ζεται να χρησιμοποι?σει τι? αντιγραφικ?? πολυμερ?σε? του ξενιστ? στο βαθμ? που το κ?νουν οι ιο? DNA. Η κατηγορ?α αυτ? δεν ε?ναι το ?διο καλ? μελετημ?νη ?σο οι υπ?λοιπε? και περιλαμβ?νει 2 μεγ?λε? οικογ?νειε?, Reoviridae και Birnaviridae. Η αντιγραφ? ε?ναι μονοκιστρονικ? και περιλαμβ?νει μεμονωμ?να, τεμαχισμ?να γονιδι?ματα, που σημα?νει ?τι κ?θε ?να απ? τα γον?δια κωδικοποιε? μ?νο μ?α πρωτε?νη, σε αντ?θεση με ?λλου? ιο?? που παρουσι?ζουν πιο περ?πλοκη μετ?φραση.
Οι ssRNA ιο? αν?κουν στην τ?ξη IV ? V τη? ταξιν?μηση? κατ? Baltimore. Θα μπορο?σαν να ομαδοποιηθο?ν, αν?λογα με την πολικ?τητα του RNA, σε θετικ?? ? αρνητικ?? πολικ?τητα?. Το μον?κλωνο RNA ε?ναι το κοιν? χαρακτηριστικ? αυτ?ν των ι?ν. Η αντιγραφ? των ι?ν αυτ?ν συμβα?νει στο κυτταρ?πλασμα ? τον πυρ?να (για του? τεμαχισμ?νου? ιο?? τη? κατηγορ?α? V). Οι ssRNA ιο? κατηγορ?α? IV και V δεν εξαρτ?νται απ? τον κυτταρικ? κ?κλο του ξενιστ? στο βαθμ? που εξαρτ?νται οι ιο? DNA.
Ομ?δα IV: Ιο? με μον?κλωνο RNA θετικ?? (+) πολικ?τητα?
[
Επεξεργασ?α
|
επεξεργασ?α κ?δικα
]
Οι ιο? RNA θετικ?? πολικ?τητα? και γενικ? ?λα τα RNA που ορ?ζονται ω?
θετικ?? πολικ?τητα?
μπορο?ν να προσπελαστο?ν ?μεσα απ? τα
ριβοσ?ματα
του ξενιστ? για την παραγωγ? πρωτε?ν?ν. Οι ιο? αυτο? μπορο?ν να χωριστο?ν σε δ?ο ομ?δε?, οι οπο?ε? αναπαρ?γονται στο κυτταρ?πλασμα:
- Ιο? με πολυκιστρονικ?
mRNA
?που το γονιδ?ωμα RNA σχηματ?ζει το mRNA και μεταφρ?ζεται σε μια
πολυπρωτε?νη
η οπο?α στη συν?χεια διασπ?ται για να σχηματ?σει τι? ?ριμε? πρωτε?νε?. Αυτ? σημα?νει ?τι το γον?διο μπορε? να χρησιμοποι?σει πολλαπλ?? μεθ?δου? για να παρ?γει πρωτε?νε? απ? τον ?διο κλ?νο RNA, επιτρ?ποντα? ?τσι ?να μειωμ?νο γονιδιακ? μ?γεθο?.
- Ιο? με σ?νθετη μεταγραφ?, για του? οπο?ου? μπορο?ν να χρησιμοποιηθο?ν υπογενωμικ? mRNA, μετατ?πιση αναγνωστικο? πλαισ?ου του ριβοσ?ματο? και
πρωτεολυτικ?
επεξεργασ?α των πολυπρωτειν?ν. ?λοι αυτο? οι μηχανισμο? επιτρ?πουν την παραγωγ? πρωτε?ν?ν απ? τον ?διο κλ?νο RNA.
Παραδε?γματα αυτ?? τη? κατηγορ?α? περιλαμβ?νουν τι? οικογ?νειε? Astroviridae, Caliciviridae, Coronaviridae, Flaviviridae, Picornaviridae, Arteriviridae και Togaviridae.
Ομ?δα V: Ιο? με μον?κλωνο RNA αρνητικ?? (-) πολικ?τητα?
[
Επεξεργασ?α
|
επεξεργασ?α κ?δικα
]
Οι ιο? RNA αρνητικ?? πολικ?τητα? και γενικ? ?λα τα γον?δια που ορ?ζονται ω?
αρνητικ?? πολικ?τητα?
δεν μπορο?ν να προσεγγιστο?ν ?μεσα απ? τα ριβοσ?ματα του ξενιστ? για την παραγωγ? πρωτε?ν?ν. Αντ 'αυτο?, πρ?πει να
μεταγραφο?ν
απ? ιικ?? πολυμερ?σε? σε μια "αναγν?σιμη" μορφ?, η οπο?α ε?ναι η αντ?στοιχη θετικ?? πολικ?τητα?. Οι ιο? αυτο? μπορο?ν επ?ση? να χωριστο?ν σε δ?ο ομ?δε?:
- Ιο? που διαθ?τουν μη τεμαχισμ?να
γονιδι?ματα
για του? οπο?ου? το πρ?το στ?διο για την αντιγραφ? ε?ναι η μεταγραφ? του γονιδι?ματο? αρνητικο? κλ?νου απ? την ιικ? RNA-εξαρτ?μενη RNA πολυμερ?ση για την παραγωγ? μονοκιστρονικ?ν mRNA που κωδικοποιο?ν τι? δι?φορε? ιικ?? πρωτε?νε?. Στη συν?χεια παρ?γεται ?να αντ?γραφο του γονιδι?ματο? θετικ?? πολικ?τητα? το οπο?ο χρησιμε?ει ω? καλο?πι για την παραγωγ? του γονιδι?ματο? αρνητικο? κλ?νου. Η αντιγραφ? συμβα?νει μ?σα στο κυτταρ?πλασμα.
- Ιο? με τεμαχισμ?να γονιδι?ματα για τα οπο?α η αντιγραφ? συμβα?νει στον
πυρ?να
και για τα οπο?α η ιικ?
RNA-εξαρτ?μενη RNA πολυμερ?ση
παρ?γει μονοκιστρονικ? mRNA απ? κ?θε τεμ?χιο του γονιδι?ματο?. Η μεγαλ?τερη διαφορ? μεταξ? των δ?ο ομ?δων ε?ναι η θ?ση τη? αντιγραφ??.
Παραδε?γματα αυτ?? τη? τ?ξη? περιλαμβ?νουν τι? οικογ?νειε? Arenaviridae,
Orthomyxoviridae
, Paramyxoviridae, Bunyaviridae, Filoviridae και Rhabdoviridae (η τελευτα?α περιλαμβ?νει τον ι? τη? λ?σσα? ).
Τ?ξη VI: Ιο? με μον?κλωνο RNA θετικ?? πολικ?τητα? που αντιγρ?φονται μ?σω ενδι?μεσου DNA
[
Επεξεργασ?α
|
επεξεργασ?α κ?δικα
]
Μια καλ? μελετημ?νη οικογ?νεια αυτ?? τη? τ?ξη? ι?ν περιλαμβ?νει του?
ρετρο?ο??
. Καθοριστικ? χαρακτηριστικ? αποτελε? η χρ?ση τη?
αντ?στροφη? μεταγραφ?ση?
για τη μετατροπ? του RNA θετικ?? πολικ?τητα? σε DNA. Αντ? να χρησιμοποιο?ν το RNA ω? καλο?πι για την παραγωγ? πρωτε?ν?ν, χρησιμοποιο?ν DNA για να δημιουργ?σουν τα καλο?πια, τo οπο?o ενσωματ?νεται στο γονιδ?ωμα του ξενιστ? με τη βο?θεια μια
ιντεγκρ?ση?
(ενσωματ?ση?). Η αντιγραφ? μπορε? στη συν?χεια να εκκιν?σει με τη βο?θεια των πολυμερασ?ν του κυττ?ρου ξενιστ?.
Τ?ξη VII: Ιο? με δ?κλωνο DNA που αντιγρ?φονται μ?σω ενδι?μεσου μον?κλωνου RNA
[
Επεξεργασ?α
|
επεξεργασ?α κ?δικα
]
Αυτ? η μικρ? τ?ξη ι?ν, με χαρακτηριστικ? παρ?δειγμα τον ι? τη?
Ηπατ?τιδα? Β
(οικογ?νεια Hepadnaviridae), διαθ?τει ?να δ?κλωνο γονιδ?ωμα με ?να κεν?, το οπο?ο στη συν?χεια συμπληρ?νεται για να σχηματ?σει ?να ομοιοπολικ? κλειστ? κυκλικ? DNA (cccDNA) που χρησιμε?ει ω? καλο?πι για την παραγωγ? των ιικ?ν
mRNA
και εν?? υπογενωμικο? RNA. Το προγονικ? RNA χρησιμε?ει ω? εκμαγε?ο για την ιικ? αντ?στροφη μεταγραφ?ση για την παραγωγ? του DNA γονιδι?ματο?.
- "Π?λη ταξιν?μηση? για ιο??".
(Δικτυακ?? τ?πο?. )
Ιογεν?? κ?ντρο βιοπληροφορικ?? και ι?κ? βιοπληροφορικ? - Καναδ??
. Ανακτ?θηκε στι? 2007-09-27.