Virus on tarttuva aine vaatii isäntä , usein solu , jonka aineosat ja aineenvaihduntaa laukaista replikaation . Nimi virus oli lainattu XVI : nnen vuosisadan , jonka Ambroise Pare vuonna Latinalaisessa virus, I, N. ( " Venom , myrkky , oikea kasvi mehua " ). Virusten tiede on virologia , ja sen asiantuntijat ovat virologeja tai virologeja .
Viruksia pidetään yhä enemmän osana akaryootteja . He muuttavat muotoa jaksonsa aikana, ja ne käyvät läpi kaksi vaihetta:
Solunsisäisessä muodossa (isäntäsolun sisällä) virukset ovat geneettisiä elementtejä, jotka voidaan integroida isäntägenomin kromosomiin (tätä kutsutaan provirukseksi tai profaagiksi ) tai ei (esim. Tehtaat. Virioneihin ).
Ihmisille vain noin 5000 kuvatusta lajista vain 129 katsotaan patogeeniseksi vuonna 2018.
Keskustelu virusten ( elävien tai ei ) virusten luonteesta perustuu monimutkaisiin käsityksiin ja on edelleen avoinna. Elävien olentojen (suhde-, ravitsemus- ja lisääntymistehtävät suorittava aineellinen olento) määritelmien mukaan virukset eivät ole eläviä olentoja. Viruksia voidaan kuitenkin pitää elävinä laajentamalla elämisen määritelmä kokonaisuuteen, joka alentaa entropian tasoa ja lisääntyy tekemällä virheitä.
Virustaudit, kuten raivotauti , keltakuume ja isorokko, ovat vaikuttaneet ihmisiin tuhansien vuosien ajan. Ja hieroglyfit paljastaa polion että muinaisessa Egyptissä ; kirjoituksia Greco - Roman antiikin ja Kaukoidästä kuvata tietyt virustaudit.
Vuoden lopulla XIX : nnen vuosisadan , ovat tarttuvia aineita, jotka eivät olleet bakteerit eikä sientä eikä loisia , eikä voinut havaita optisella mikroskoopilla, oli vielä vaikea kuvitella. Kalibroinniss Lääkäri Jean Hameau suoritti ensimmäisen esityksen viruksia 1837 ennen Royal Society of Medicine , Bordeaux, Reflections on virukset , niin ennen Institute of Medicine vuonna 1843. Hänen memoir virukset esiteltiin istunnossa lääketieteellisen akatemian päällä14. huhtikuuta 1850.
Tutkijat eristetty itseään niin tartunnanaiheuttajien läpi posliini suodattimia käytetään kerätä bakteereita. Välillä 1887 ja 1892 , The Venäjän kasvitieteilijä Dimitri Ivanovski , tutkimalla mosaiikki tupakan , osoittaa, että SAP on sairaan kasvien sisälsi tarttuva aine ei säilyttänyt Chamberland suodattimet (suunnitellut biologi sama nimi ). Ivanovsky ajatteli toksiinia tai hyvin pieniä bakteereja. Hollantilainen kemisti Martinus Willem Beijerinck syvensi tätä työtä ja hylkäsi vuonna 1898 sekä bakteeri- että toksiinihypoteesin: laimentamalla tartunnan saaneiden kasvien mehut hän siirsi sen kasveihin, jotka kehittivät taudin; toistamalla manipulointia hän pystyi välittämään taudin useita kertoja, mikä osoitti, että viimeisen tartunnan saaneen kasvin mehu oli yhtä virulentti kuin ensimmäinen, toksiinin vaikutus, kun niin monta laimennusta ei olisi voinut tuottaa. Beijerinck kutsui tekijää Contagium vivum fluidum ("liukoinen elävä alkio").
Samaan aikaan ensimmäinen tunnistettu virus oli suu- ja sorkkataudin virus , jonka tekivät Friedrich Löffler ja Paul Frosch . Ensimmäisen ihmisen patogeeninen virus tunnistaa on, että keltakuume , välillä 1900 ja 1902 . Louis Pasteur kutsui heitä "infrabakteereiksi", toiset kutsuivat heitä "suodattaviksi viruksiksi" tai "erittäin suodattaviksi viruksiksi".
Se oli ensimmäisen maailmansodan että Britannian Frederick Twort ja ranskalais-kanadalainen mikrobiologi Félix d'Herelle osoitti ilmiö "tarttuvien hajoaminen" havaittavissa jonka hajoamista bakteerien viljellään kiinteässä väliaineessa. Tämä ilmiö johtuu bakteeriviruksesta, jota Félix d'Hérelle kutsui bakteriofagiksi . Virukset kasvien, eläinten, ihmisten ja bakteerit löydettiin ja niiden luetteloita ja koskaan lakannut kasvuaan XX : nnen vuosisadan.
Noin 1925 , virus määriteltiin "vastaava edustaja tarttuva, loistauti hiukkasmaisen luonteeltaan ja kooltaan välillä 0,01 ja 0,3 mikrometriä ".
Kynnyksellä elektronimikroskoopilla vuonna 1930 mahdollisti havaita viruksia, mutta se ei ollut vielä tuolloin tiedossa, mitä he todella olivat. Biokemisti Amerikkalainen Wendell Stanley kiteytyi viruksen tupakan mosaiikki muodossa proteiinikiteiden vuonna 1935 . Seuraavana vuonna lisätutkimukset osoittivat, että tämä kide sisälsi myös RNA: ta . Myöhemmät tutkimukset osoittivat, että tutkituista viruksista riippuen ne koostuivat joko proteiineista ja RNA: sta tai proteiineista ja DNA: sta. Se oli 1957 , että André Lwoff ehdotettiin selkeää ja nykyaikainen määritelmä viruksia. Vuonna 1959 mikrobiologit Lwoff, Anderson ja Jacob ehdottivat termiä virion määrittelemään tarttuvan viruspartikkelin.
Alkaen 1960 , kehitys soluviljelmissä , elektronimikroskoopilla ja molekyylibiologian on voitu etukäteen mekanismien ymmärtämisen viruksen replikaation, tekemään luotettava diagnoosit ja kehittämiseen rokotteiden .
Tiedämme, mistä lopulla XX : nnen vuosisadan , että maailma valtameren muodostaa valtavan viruksen pinnasta hydrotermisiä läpi arktisen ja sedimenttien merimiehet.
Merivedessä, konsentraatio viruspartikkelien on 10 6 kohteeseen 10 8 partikkelia per millilitra. Pinnalla ja lähellä rantoja tavallisesti havaitut viruspitoisuudet ovat luokkaa 107 virusta millilitrassa (eli kymmenentuhatta virusta kuutiometrissä (tuhannesosa millilitrasta)); pitoisuus pienenee syvyyden ja etäisyyden päässä rannasta. Korkeammat pitoisuudet (10 8 kohteeseen 10 9 / cm 3 ) löytyy merisedimenteissä pinnan lähellä.
Näillä viruksilla on tärkeä rooli meressä leväkukintojen torjunnassa sekä biogeokemiallisissa sykleissä , erityisesti valtameren hiilen kierrossa (päivittäin noin 20% meren mikrobien kokonaisbiomassan muodostavista organismeista tappaa virukset. jälkimmäiset hyökkäävät voimakkaasti kasviplanktoniin ja eläinplanktoniin , mutta myös bakteereihin ja syanofysioihin.
Virtaussytometrian ja geneettisen analyysin ( erityisesti metagenomiikan ) edistymisen ansiosta tutkijat ovat muutamassa vuosikymmenessä kartoittaneet merellä lähes 200 000 viruspopulaatiotyyppiä (vuonna 2019 niitä oli tarkalleen 195 728, luku kaksitoista kertaa suurempi kuin arvioinnissa) tehty vuonna 2016 ); 90% merillä vuosina 2016--2019 tunnistetuista viruksista ei ollut tiede tiedossa. Huomaa: emme puhu täällä lajeista vaan populaatioista , joissa ryhmässä on enemmän geenivirtauksia kuin virusryhmien välillä (jos sekvensoiduilla viruksilla on vähintään 95% DNA: sta, ne luokitellaan samaan populaatioon) erillään muista).
Vuonna 2007 arvioitiin, että meressä voi olla noin 10 30 virusta ; venytettynä ja sijoitettuna päästä päähän, ne muodostavat viivan, joka ulottuu 60 lähimmän galaksin ulkopuolelle . Ja joka toinen olisi noin 10 23 virus- infektioita meressä, on merkittävä rooli kehityksessä ja ylläpidossa meren biologisen monimuotoisuuden. Viruksen runsaus näyttää liittyvän prokaryoottien runsauteen ja tuottavuuteen , mutta tämä suhde vaihtelee meriympäristön mukaan, erityisesti lämpötilan mukaan.
Virome on viruksen komponentti microbiome . Siten ihmisen viromi (in) on joukko ihmisen organismin mikrobiota- virusyhteisöjä . Nykyisten tutkimusten mukaan ihmiskehossa on 100 kertaa enemmän viruksia (10 15 ) kuin ihmissoluissa (10 13 ). Jokaisella terveellä yksilöllä on keskimäärin yli 10 virustyyppiä, jotka ovat vastuussa kroonisista ja oireettomista systeemisistä virusinfektioista.
Virukselle on tunnusomaista sen kyvyttömyys lisääntyä mitoosilla , fissiolla tai meioosilla . Nukleiinihapon replikoimiseksi riippuu isäntäsolusta, jonka sen on tartuttava aineenvaihdunnan ohjaamiseksi ja käyttämiseksi: virus on välttämättä solunsisäinen loinen . Se koostuu yhdestä tai useammasta nukleiinihappomolekyylit ( DNA tai RNA: ta , yhden tai kaksijuosteinen ), mahdollisesti sisältyy proteiini kuori kutsutaan kapsidin , tai jopa lipidivaippa (esim: Ebolavirus on vaipallinen virus). Joskus jotkut kapsidit sisältävät muutaman entsyymin (esim. HIV-käänteiskopioijaentsyymi), mutta mikään niistä ei voi tuottaa energiaa.
Historiallisesti viruksia pidettiin ensin orgaanisina hiukkasina, joiden sanottiin olevan suodattamattomia, sitten pienikokoisia (vähemmän kuin bakteerien ), yleensä alle 250 nanometrejä , ja niillä oli kaksinkertainen tai yksi nukleiinihappo, joka on aina vain yhden tyyppinen (DNA tai RNA) . Giruses Ensimmäinen järkyttynyt tämän määritelmän aikaan havaitsemisesta. Viimeksi mainitut kuuluvat kuitenkin virusten valtakuntaan, ja niiden virioneilla on sekä DNA- että RNA-molekyylejä, mikä kyseenalaistaa tämän historiallisen näkemyksen. Oli tarpeen miettiä uudelleen virusten määritelmää ja luoda luokkia, kuten " jättiläisvirukset ", kuten mimivirus , jonka koko on 400 nm, tai " girus " tai NCLDV , tai jopa pandoravirukset , joiden koko on enintään 1000 nm, ja niiden " capsid ”, joka ei oikeastaan ole yksi. Löytö virophages ja satelliitti virukset myös muuttanut tapaa näimme viruksia, peruuttamista ajatus siitä, että solun Kevätviremia oli redusoitumattoman muodossa loisinta.
Tänään tutkijat ovat yhtä mieltä kapsidosentrisen paradigman kyseenalaistamisesta, kun otetaan huomioon viruslajien löydökset, jotka osoittavat, että joillakin voi olla useita muotoja, mukaan lukien akapidit , mutta joka kerta tarttuva ilman avustavan viruksen apua . Tämän paradigman lisäksi näyttää siltä, että virusten alkuperä on moninkertainen. Siten tietyt virukset olisivat kehittyneet oletetuista solujen esi-isistä, jotka ovat yksinkertaistaneet itseään. Samaan aikaan muut virukset ovat kehittyneet autonomisista geneettisistä replikoneista, kuten transposonit, plasmidit ja tytäryhtiöt, ja lopulta saaneet ensin oman tarttuvuutensa ja sitten mahdollisen kapsidin.
Riippumatta siitä, sisältyvätkö ne biologian ja tautien tutkimiseen, viruksista on keskusteltu heidän ensimmäisestä löydöksestään lähtien.
Virus elossa tai eiKeskustelu virusten elävästä tai inertistä luonteesta on edelleen avoinna tänään. Tähän kysymykseen vastaaminen edellyttää ensin vastausta toiseen: mikä on elämä? Ali Saïbin mukaan "elävien olentojen käsite on dynaaminen käsite, joka kehittyy tietojemme mukaan. Tämän seurauksena raja inertin aineen ja elävän välillä on yhtä epävakaa ” . Aineenvaihdunnan olemassaolo, toisin sanoen johdonmukainen joukko kemiallisia prosesseja ( homeostaasi eikä lisääntyminen), on mahdollinen erottelija, joka on joka tapauksessa kätevä, mutta joka näyttää pelkistävältä.
Kuten elävissä soluissa , viruksissa on nukleiinihappo ( DNA tai RNA ) ja proteiinit . Biokemisti Wendell Stanleyn määritelmän mukaan virukset eivät kuitenkaan ole eläviä olentoja, vaan biologisten molekyylien "yksinkertaisia" assosiaatioita, jotka ovat seurausta orgaanisten molekyylien itseorganisaatiosta. François Jacob vaatii myös tätä virusten ominaisuutta: "Suspendoituneena elatusaineeseen ne eivät voi metaboloitua , tuottaa tai käyttää energiaa, eivät kasvaa eivätkä moninkertaistaa kaikkia eläville olennoille yhteisiä toimintoja. Viruksilla ei ole omaa entsymaattista koneistoa, ne voivat lisääntyä vain käyttämällä infektoimansa solun. Lisäksi virukset sisältävät nukleiinihappoa, DNA: ta tai RNA: ta, mutta eivät molempia samanaikaisesti, toisin kuin elävät solut (lukuun ottamatta mimiviruksia).
Toisaalta Gustavo Caetano-Anollés ja Arshan Nasir (Illinoisin yliopiston Yhdysvaltojen evoluutiobioinformatiikan laboratoriosta) puolustavat täysin erilaista opinnäytetyötä. He väittävät, että elävien olentojen (klassisesti ryhmiteltyinä domeenien nimellä ) arkkien , bakteerien ( prokaryoottien ) ja eukaryoottien kolmen suuren "haaran" lisäksi virukset muodostavat neljännen. Ne olisivat seurausta soluista , jotka edeltivät kolmen muun alueen viimeistä yleistä yhteistä esi-isää ( Last Universal Common Ancestor , lyhenne LUCA). Teoriansa edistämiseksi nämä kaksi tutkijaa eivät perustu geneettisiin sekvensseihin, vaan niiden tuottamien proteiinien 3D- rakenteisiin .
Vuodesta 1990 lähtien he ovat analysoineet 11 miljoonaa proteiinia, jotka tuottavat 3460 viruslajia ja 1620 solulajia, jotka kuuluvat kolmeen domeeniin; he väittävät siten pystyvänsä jäljittämään näiden rakenteiden evoluutiohistorian; proteiinit, joilla on samanlainen rakenne, tulevat samasta hypoteettisesta esi-isästä.
Jos tämä hypoteesi on edelleen vähemmistössä, evoluutioon erikoistunut biologi Patrick Forterre katsoo, että sillä on ansio "suosia virusten paluuta evoluution haltijoiden risteyksissä , vaikka ne olivat suurimmaksi osaksi poissa" .
Välittäjät MimivirusViime vuosina, välittäjä yksiköt on löydetty: mimivirus , infektoimalla amoeba , on 1200 geenejä sen genomiin (enemmän kuin noin bakteerit ). Joidenkin näiden geenien uskotaan osallistuvan proteiinisynteesiin ja DNA: n korjausmekanismeihin. Mimiviruksessa on noin kolmekymmentä geeniä, joita esiintyy yleensä solu-organismeissa, mutta joita ei ole viruksissa.
ATV-virusArchaea- viruksen ATV: llä on myös hämmästyttäviä ominaisuuksia: tämä sitruunamuotoinen virus esittelee sen erityisyyden, että sitä modifioidaan solukontekstin ulkopuolella aktiivisella mekanismilla. Se pystyy makaamaan kummastakin päästä lämpötilassa 80 ° C , lämpötilassa, jossa sen isäntä Acidianus elää lähellä hydrotermisiä tuuletusaukkoja . Siitä huolimatta elimet ja syklinen vaihto, siten aineenvaihdunta, puuttuvat.
Virukset ja evoluutioViruksilla on myös rooli evoluutiossa. Patrick Forterre jopa esittää hypoteesin, jonka mukaan virukset ovat ensimmäisiä organismeja, joilla on DNA: ta. Vuoden elämän alkuperää , RNA hallinnut ( hypoteesi RNA ) ja antoi sekä toiminnot varastointi ja toimittaminen geneettisen informaation ja katalyysinopeutta kemiallisia reaktioita. Oli olemassa vain soluja, joiden genomia koodasi RNA ja joiden metabolia varmistettiin RNA-entsyymeillä, jotka vähitellen korvattiin proteiini-entsyymeillä. Nämä jo monimutkaiset proteiinit olisivat "keksineet" DNA: n. DNA valittiin sen suuremman stabiilisuuden vuoksi. Patrick Forterren mukaan DNA antaa virukselle voiman vastustaa entsyymejä, jotka hajottavat RNA- genomeja , mikä on todennäköinen protosolujen puolustusase. Sama periaate löytyy nykyisistä viruksista, jotka muuttavat DNA: ta vastustamaan tartunnan saaneiden bakteerien tuottamia entsyymejä.
Virukset ja mikrobitVirukset ja mikro-organismit (tai mikrobit) eivät siis ole samanluonteisia käsitteitä. Niitä vastustetaan siinä, että mikrobit ovat eläviä organismeja , mikä on kiistanalainen virusten suhteen. Mutta niiden laajuus on erilainen, mikro-organismit ( bakteerit , arkkien , hiivat , protisteja , jne. ) On ryhmitelty vain niiden kooltaan mikroskooppisia, ilman, että tämä ryhmittely tolkkua kannalta lajien luokittelu , kun taas viruksilla on monia yhteisiä fylogeenisen ominaisuudet , vaikka käsite laji on edelleen epäselvä asaryoottien suhteen .
Kaikki viruskuntaan kuuluvat tartunta-aineet koostuvat ainakin yhdestä nukleiinihaposta . Muodot eivät pysty suorittamaan viruksen syklin ilman apua luokittelevat subviraaliset hiukkasia (esim virusoid , satelliitti-DNA, jne.). Solunulkoisia muotoja, jotka pystyvät suorittamaan virussyklin ilman apua, kutsutaan viruspartikkeleiksi , jotka vaihtelevat yksinkertaistetusta muodosta äärimmäiseen ja käsittävät vain nukleiinihapon - jota, kun se koodaa ainakin yhtä proteiinia, kutsutaan virukseksi ja kun se ei koodata mitä tahansa proteiinia kutsutaan viroidiksi - tai muodoksi, joka kuljettaa yhtä tai useampaa nukleiinihappoa proteiinisäiliössä, jota kutsutaan virioniksi.
Sen sanotaan olevan pakattu, koska nukleiinihappo , yleensä stabiloituna emäksisillä nukleoproteiineilla , on suljettu suojaavaan proteiinikuoreen, jota kutsutaan kapsidiksi . Kapsidin muoto on virusten erilaisten morfologioiden perusta. Virionilla on vaihteleva mikroskooppinen muoto: jos "tavanomainen" esitys antaa sille kuvan HIV: stä , eri lajeilla on muodot pallosta hyönteisen ulkonäön muotoihin.
Koko viruksia on välillä 10 ja 400 nanometriä . Genomit virusten sisältävät vain muutaman geenejä 1200 geenejä. Yksi pienimmistä tunnetuista viruksista on delta-virus , joka itse loistaa hepatiitti B -viruksessa . Sillä on vain yksi geeni . Yksi tunnetuimmista viruksista on mimivirus , jonka halkaisija on enintään 400 nanometriä ja genomi, jossa on 1200 geeniä.
NukleiinihappoNukleiinihappofilamentti voi olla DNA tai RNA . Se edustaa viruksen genomia . Se voi olla pyöreä tai lineaarinen, kaksisäikeinen (kaksisäikeinen) tai yksijuosteinen (yksisäikeinen). DNA: n muodossa oleva genomi on yleensä kaksijuosteinen. RNA: n muodossa oleva genomi on yleensä yksijuosteinen ja voi olla positiivista polaarisuutta (samassa mielessä kuin lähettimen RNA) tai negatiivista polaarisuutta (komplementaarinen lähettimen RNA: n kanssa). Keskeistä nukleiinihappokimppua kutsutaan nukleoidiksi .
CapsidKapsid on kuori, joka ympäröi ja suojaa viruksen nukleiinihappoa. Kapsid koostuu kapselimeeriksi kutsuttujen proteiini-alayksiköiden kokoonpanosta. Kapsidin ja genomin muodostamaa joukkoa kutsutaan nukleokapsidiksi . Kapsidin rakenteella voi olla useita muotoja. Viruksia on yleensä kaksi pääryhmää: virukset, joilla on kuutio-symmetria (tai ikosaedrinen kapsid ) ja virukset, joilla on kierteinen symmetria .
KirjekuoriMonia viruksia ympäröi vaippa (tai peplot ), joka on peräisin solukalvojen ylittäessä. Sen rakenne on monimutkainen ja siinä on sekoitus soluelementtejä ja virusperäisiä alkuaineita. Se sisältää proteiineja , hiilihydraatteja ja rasvoja . Kuorelliset virukset ovat vaipallisia viruksia . Virukset, joilla ei ole kirjekuorta, ovat paljaita viruksia . Paljaat virukset ovat yleensä vastustuskykyisempiä
| Icosahedral-virukset | |
| Ikoahedrinen kapsid tuottaa viruksen pallomaisen ulkonäön. Protomeerit on järjestetty kapseleiksi, jotka on järjestetty säännöllisesti ja geometrisesti. Kapsomeeri koostuu viidestä tai kuudesta protomeeristä, joita kutsutaan pentoneiksi kärjissä ja heksoneiksi kasvoissa ja reunoissa. Ikosahedraalisten virusten joukossa parvoviruksilla on kapsid, joka muodostuu 12 kapselimesta, poliovirus 32 kapselista, papilloomavirukset 72 kapselia, kun taas adenovirusten kapsiidi koostuu 252 kapselista. |
|
| Kierukkavirukset | |
| Nämä virukset ovat pitkiä , onttoja sylintereitä ( 300 - 400 nm ), jotka koostuvat protomeerityypistä, joka on kääritty kierteisiin kierteisiin muodostaviin renkaisiin, joita kutsutaan kapselomeereiksi. Ne voivat olla jäykkiä tai joustavia. Geneettinen materiaali on putken sisällä. Virus on tupakan mosaiikkivirus on esimerkki hyvin tutkittu kierteisen virusta. | |
| Koteloidut virukset | |
| Kapsidin lisäksi jotkut virukset pystyvät ympäröimään itsensä isäntäsolulta lainatulla membraanirakenteella. Tämä membraanivaippa koostuu lipidikaksoiskerroksesta, jossa voi olla viruksen tai isännän genomin koodaamia proteiineja. Tämä vaippa antaa virioneille joitain etuja verrattuna niihin, jotka koostuvat pelkästään kapsidista, kuten suoja entsyymeiltä tai kemiallisilta yhdisteiltä. Kuorelliset virukset ovat toisaalta herkempiä ulkoisessa ympäristössä, herkkiä pesuaineille ja kuivumiselle. Glykoproteiinit , jotka muodostavat spikuloissa, toimivat reseptorit varten spesifinen sitoutuminen isäntäsoluja. Influenssavirus (perhe Orthomyxoviridae- ), The HIV (perheeseen Retroviridae- ) ovat esimerkkejä vaipattomia viruksia. |
|
| Monimutkaiset virukset | |
| Näillä viruksilla on symmetrinen kapsid, joka ei ole kierteinen eikä todella ikosaedrinen. Bakteriofagit kuten T4-faagin ja Escherichia coli ovat monimutkaisia virus, jolla on ikosahedraalinen pää on sidottu kierteisen hännän, jotka on kiinnitetty karvat ja kaudaalisessa kuituja. Rokkovirus (isorokko, vaccinia) on myös esimerkki monimutkaisesta virus. Se on yksi suurimmista eläinvirusten ( 250 kohteeseen 350 nm pitkiä ja 200 kohteeseen 250 nm leveä). Jotkut virukset ovat bacillary-muotoja. Tämä koskee raivotautivirusta ( Rhabdoviridae- perhe ) ja Ebola-virusta . |
Virusgenomin replikoitumiseen on kaksi päätapaa:
Virukset voivat replikoitua vain elävissä soluissa. Se on viruksen genomin ja isäntäsolun vuorovaikutus, joka johtaa uusien viruspartikkeleiden tuotantoon. Solun tartuttaminen viruksella ja sitten viruksen lisääntyminen voidaan tiivistää eri vaiheissa. Viruksen soluun tunkeutumisen jälkeen nämä vaiheet voivat kuitenkin vaihdella riippuen kyseisen viruksen luonteesta ja erityisesti siitä, onko kyseessä DNA-virus vai RNA-virus vai jopa girus .
Jotkut virukset indusoivat rakenteita, joihin replikatiivinen aktiivisuus on keskittynyt:
ViruskulttuuriVirusten biologian, lisääntymisen ja kierron ymmärtämiseksi paremmin ja mahdollisesti rokotteiden valmistamiseksi on tarpeen kasvattaa viruksia. Nämä voivat lisääntyä vain elävissä soluissa. Eukaryoottisoluja infektoivia viruksia viljellään soluviljelmissä, jotka on saatu eläin- tai kasvikudoksista. Solut kasvatetaan lasi- tai muoviastiassa ja infektoidaan sitten tutkittavalla viruksella. Eläinviruksia voidaan myös viljellä alkiomunissa ja joskus eläimissä, kun in vitro -viljely ei ole mahdollista. Bakteeriviruksia voidaan myös viljellä inokuloimalla herkkä bakteeriviljelmä. Kasviviruksia voidaan kasvattaa myös kasvikudoksen yksikerroksisilla solususpensioilla tai kokonaisilla kasveilla.
Virukset voidaan sitten kvantifioida eri tavoin. Ne voidaan laskea suoraan elektronimikroskopialla. Bakteerivirusten tapauksessa virusplakkien (tai -plakkien ) tekniikkaa käytetään laajalti arvioimaan suspensiossa olevien virusten lukumäärä. Virussuspension laimennus lisätään bakteerisuspensioon, sitten koko jaetaan Petri-maljoihin . Viljelyn jälkeen kirkkaat alueet (plakkit) agarin pinnalla ovat seurausta bakteerin ja viereisten bakteerien tuhoamisesta virionilla.
Virukset voidaan puhdistaa käyttämällä erilaisia biokemiallisia menetelmiä ( differentiaalinen sentrifugointi , saostaminen, denaturaatio, entsymaattinen pilkkominen).
Kaikki elävät olennot voivat olla virustartunnan saaneita. On bakteeriviruksia ( bakteriofaageja ), arkkiviruksia , leväviruksia ( Phycodnaviridae ), kasviviruksia, sieniviruksia , eläinviruksia, joiden joukossa on monia taudinaiheuttajia, ja jopa viruksia.
Virusten alkuperästä ja evoluutiosta on useita hypoteeseja. On todennäköistä, että kaikki virukset eivät ole peräisin yhteiseltä esi-isältä, ja eri viruksilla voi olla erilainen alkuperä.
Vuonna 2013 tehdyt tutkimukset erilaisista kirjoista suosivat yksinkertaistamisen hypoteesia. Tämä tarkoittaisi, että virukset voisivat olla filogeneettinen haara aivan kuten muutkin elävien olentojen valtakunnat ( eukaryootit , bakteerit , arkealit ) .
On mahdollista, että virukset ovat hyvin vanhoja, ehkä vanhempia kuin vanhemmat bakteerit.
Luvun alussa 2000-luvun , ja amoebae suvun Acanthamoeba , tutkijat havaitsivat jättiläinen virus ( Megaviridae ): Tällä mimivirus . Yhtä suuri ja monimutkainen kuin jotkut bakteerit, se on muuttanut virologien käsityksiä koon ylärajoista (sen kokonaispituus ylittää 0,7 mikronia) ja geenien lukumäärästä virusmaailmassa (sillä on yli 1000 geeniä).
Kymmenen vuotta myöhemmin ranskalaiset tutkijat julkaisivat (2013) kuvauksen kahdesta vieläkin suuremmasta viruksesta, joiden genomi on noin kaksi kertaa suurempi (geenimäärä) kuin edelliset löydetyt jättiläisvirukset. Nämä kaksi uutta suurta virusta on luokiteltu heille luotuun luokkaan ( pandoravirukset ), koska ne eivät liity tunnettuihin viruksiin ja niillä on jopa joitain odottamattomia ominaisuuksia:
Ensimmäisen ( pandoravirus salinus ) havaittiin merisedimenteissä kerätään pois Chilessä ja toinen ( pandoravirus dulcis ), joka allas on makean veden lähellä Melbourne (Australia).
Vaikka ne esittävät viruksen olennaiset hahmot (ei ribosomia , ei jakautumista tai energian tuotantoa), ne näyttävät olevan täysin uuden tyyppisiä. Niiden genomi on kooltaan suurempi kuin tiettyjen pienten eukaryoottien (ydinsolujen) loisten.
Siksi pandoravirus käyttää suoraan isännän geneettistä koodia. Nämä organismit eivät kuitenkaan ole eukaryootteja , eubakteereja eivätkä arkkibakteereja . Tämä löytö asettaa kyseenalaiseksi virologian 1950-luvulla vahvistaman dogmin, jonka mukaan virusten ja bakteerien välillä ei ole jatkuvuutta. Solujen elämä olisi siis voinut syntyä solua edeltävistä elämänmuodoista, jotka ovat monipuolisempia kuin luulimme.
Toisaalta viruksilla on tärkeä rooli luonnollisena vektorina ns. Horisontaalisissa geenisiirroissa (toisin kuin vertikaaliset siirtymät vanhemmilta jälkeläisille) eri yksilöiden ja jopa eri lajien välillä, mikä mahdollistaa geneettisen monimuotoisuuden lisääntymisen , ja geneettisten innovaatioiden levittäminen tietyn geneettisen mutaation kantavien yksilöiden jälkeläisten ulkopuolella. Erityisesti transduktio ja endogenisaatio ovat tyypillisesti geneettisiä evoluutioita, jotka voivat tapahtua vain virusten avulla.
Abiotiikassa (elävien olentojen tilat) yksi hypoteeseista toteaa, että viruksilla olisi ollut keskeinen rooli elävien olentojen evoluutiohistoriassa varhaisessa vaiheessa, todennäköisesti ennen bakteerien , arkeoiden ja eukaryoottien välistä eroa viimeisen yleisen ajankohtana. esi-isä. universaali . Ne ovat edelleen yksi suurimmista geneettisen monimuotoisuuden säiliöistä planeetalla.
Viruksilla on myös tärkeä rooli ihmiskehossa. Tutkija Clément Gilbertin mukaan "terveellisen aikuisen miehen kehossa on yli kolme biljoonaa virusta, joista suurin osa bakteriofaagit tartuttavat suolistossa ja limakalvoissa olevia bakteereja. Näiden virusten vaikutusta ei ole vielä täysin ymmärretty, mutta voimme jo lyödä vetoa siitä, että niillä on tärkeä rooli ihmisten symbioosissa elävien bakteeriyhteisöjen koostumuksen säätelyssä . Hän huomauttaa myös, että "yli 8% ihmisen genomista on peräisin retroviruksista " , mikä tarkoittaa, että "olemme tavallaan yhteydessä viruksiin" .
Viruksilla on erilaiset mekanismit, jotka antavat heille erilaisia strategisia mahdollisuuksia tartunnalle, jonka esiintyvyys lopulta aiheuttaa taudin. Virion tunkeutuu enemmän tai vähemmän spesifiseen isäntäsoluun, jossa se hajoaa, vapauttaen sen sisällön, joka aktivoitumalla on etusijalla normaaliin solutoimintoon nähden. Tällä tasolla virusten sytopaattiset vaikutukset voivat johtaa erilaisiin haittavaikutuksiin. Proteiinisynteesiä kapasiteetit infektoidun solun voidaan kaapata tai estyy, kun kromatiinin fragmentoidaan viruksen entsyymejä. Viruspartikkelit kerääntyvät sytoplasmaan ennen kuin ne kootaan virioneiksi. Endosellulaarinen viruksen ylikuormitus aiheuttaa lopulta isäntäsolun kuoleman hajoamalla vapauttamalla virionit, jotka sitten leviävät.
Kun virus saapuu ei-sallivaan soluun, se ei voi lisääntyä. Sen genomi voi kuitenkin pysyä vapaan episomin muodossa tai integroitua solun genomiin. Virussolujen transformaatio tapahtuu, kun viruksen genomi on vuorovaikutuksessa solun genomin DNA: n kanssa. Näitä viruksia kutsutaan onkogeenisiksi viruksiksi . Näistä retrovirukset voivat integroitumalla solun genomiin muuttua tuumorigeenisiksi ja mahdollisesti johtaa syöpään .
Viruksen kykyä aiheuttaa sairauksia kuvataan patogeenisuudella, kun taas sen intensiteetti ilmaistaan virulenssina . Virusten pääryhmien luokittelu ja niiden vastaavuus patologiassa löytyy lääketieteellisestä tietosanakirjasta Vulgaris . Tämä luokitus perustuu erityisesti nukleiinihappomolekyylien (RNA tai DNA) tyyppiin, joista virion tehdään.
Vuonna 2018 ihmissairauksiin liittyi 129 viruslajia.
Nuhakuume , influenssa , vesirokko , tuhkarokko , mononukleoosin ovat esimerkkejä suhteellisen yleisiä ihmisen sairauksien virusperäinen. Tiedämme muita haitallisia esimerkkejä, kuten aidsin , tietyt koronaviruksissa ( SARS , koronavirus tauti 2019 ), lintuinfluenssa , isorokko , tai Ebola , verenvuotokuumevirus aiheuttama Ebola-virus .
Joitakin esimerkkejä Homo sapiensille patogeenisistä viruksista :
Vaarallisuus virus: Professori Arnaud Fontanet, epidemiologi , joka johtaa epidemiologian yksikkö uusia sairauksia on Pasteur-instituutin vuonna Pariisissa , ominaisuudet vaarallinen virus:
Koska virukset käyttävät isännän solukoneita lisääntymiseen itse solussa, niitä on vaikea eliminoida tappamatta isäntäsolua. Antiviraalinen huumeet, kuitenkin mahdollistavat häiritä viruksen replikaatiota.
Toinen lähestymistapa on rokotus, joka auttaa vastustamaan infektioita.
Infektio- oireita voidaan hoitaa monilla lääkkeillä , mutta antibiootteja , jotka eivät vaikuta viruksiin, ei voida käyttää. Antibiootit häiritsevät bakteerien aineosia tai aineenvaihduntaa, ja siksi ne hoitavat vain bakteeriperäisiä sairauksia eivätkä virusperäisiä sairauksia.
Erilaiset in vitro- desinfiointimenetelmät voivat inaktivoida viruksia ( 1% natriumhypokloriitti , 70% etanoli , 2% glutaarialdehydi , formaldehydi , 2% vetyperoksidi, peretikkahappo ).
Viruksilla on yleensä yksinkertaistettu geneettinen materiaali, ne ovat erinomaisia työkaluja molekyylibiologian ja solubiologian tutkimiseen . Ne mahdollistavat solutoimintojen manipuloinnin, mikä tekee mahdolliseksi syventää ymmärrystämme ja selvittää tiettyjä genetiikan molekyylimekanismeja , kuten DNA: n replikaatio , transkriptio , RNA: n transkriptioiden jälkeiset modifikaatiot , translaatio , proteiinikuljetukset ja immunologia .
Viruksia voidaan käyttää ( virotherapy ) kuin geenin vektorin kohdesoluissa. Työkalu, jota käytetään esimerkiksi saamaan solu kykyyn tuottamaan kiinnostava proteiini tai tutkimaan uuden geenin tuomisen vaikutusta genomiin .
Joitakin viruksia käytetään geeniterapiassa erilaisten geneettisten sairauksien hoitamiseksi , esimerkiksi toiminnallisen tai mekaanisen häiriön aiheuttavan viallisen geenin korvaamiseksi.
Viruksia käytetään myös syövän torjunnassa. Jotkut virukset voidaan ohjelmoida jollakin tavalla tuhoamaan syöpäsolut.
Virukset luokitellaan niiden replikointistrategian mukaan, toisin sanoen niiden genomin nukleiinihapon luonteen ( DNA tai RNA ), nukleiinihapon rakenteen (yksijuosteinen tai kaksijuosteinen) ja nukleiinihapon muodon mukaan. happo (lineaarinen, pyöreä, segmentoitu tai ei): tämä on Baltimore-luokitus. Morfologiset tiedot voidaan myös ottaa huomioon (kirjekuoren olemassaolo tai puuttuminen, kapsidin symmetria). Usein seroryhmää käytetään edelleen tarkasti läheisesti liittyvien virusten erojen määrittelyyn.
Askel kohti fylogeneettiseen luokittelu otettiin lokakuussa 2018 tunnustaa, että ICTV ( kansainvälinen komitea taksonomia virukset ) ja ryhmittely negatiivisen polariteetin yksijuosteisia RNA-viruksia yhdeksi haara , kaksi osa-alojen ja kuusi luokkaa .
Prokaryoottiviruksia on kahta luokkaa sen mukaan, minkä tyyppisessä isännässä ne loiset. Ensimmäiseen ryhmään kuuluvat ne, jotka tartuttavat bakteereja ja kutsutaan bacteriophages . Toinen luokka sisältää ne, jotka tartuttavat arkeoita . Prokaryoottiviruksia on neljä suurta morfologista ryhmää.
Bakteriofageilla on rooli ekosysteemeissä. Esimerkiksi vesiekosysteemeissä ne osallistuvat bakteerien runsauden ja monimuotoisuuden hallintaan.
Periaatteessa spesifisesti lajille tai geneettisesti samankaltaisen fenyyliryhmän viruksille on taipumus tartuttaa pää- tai yksinoikeus solu- tai kudostyyppi. On kuitenkin olemassa monia viruksia, kuten raivotautia , jotka ovat vähemmän isäntäspesifisiä verrattuna muihin viruksiin, kuten kuume , kissan immuunikatovirus tai isorokko. Virionit leviävät pääasiassa suoralla kosketuksella yksilöiden välillä, mutta ne voivat myös levitä ilmaan aerosolien muodossa (aivastelu), kulkeutua erilaisilla eritteillä (oksentelu, virtsa, uloste, kyyneleet jne.) Tai jopa kuljettaa d ' mahdolliset loiset niveljalkaiset (hyttyset, punkit, kirput jne.).
Niveljalkaisten viruksetArboviruksiksi ovat viruksia, joiden vektoreiden bloodsucking niveljalkaiset.
Bakulovirus ovat virukset hyönteisiä hyvin tutkittu. Ne tartuttavat pääasiassa Lepidoptera-eläimiä . Hyönteisten toukka tarttuu nauttimalla ruokaa. Ruoansulatuskanavasta infektio voi levitä muihin kudoksiin. Patogeenisten selkärangattomien virusten käyttö viljelykasvien ja metsien hyönteistuholaisten torjunnassa voi olla yksi keino rajoittaa tai korvata kemiallisia hyönteismyrkkyjä.
Bakuloviruksia käytetään myös molekyylibiologiassa vieraan geenin (rekombinanttiproteiini) ilmentämiseksi hyönteissoluviljelmissä.
Lisäksi selkärangattomat välittävät joitain kasviviruksia, mutta eivät lisäänny näissä vektoreissa.
KasviviruksetKasvien tai kasvivirusten viruksen rakenne on samanlainen kuin bakteeri- ja eläinvirusten. Monet kasvivirukset ovat ohuiden, pitkien kierteiden muodossa. Suurimmalla osalla on RNA: sta muodostuva genomi . Kasviviruksia voi levittää tuuli tai vektorit, kuten hyönteiset ja nematodit , joskus siemenet ja siitepöly . Virukset voivat tartuttaa kasvin myös haavan tai elinsiirron kautta .
Tartunnan saaneessa kasvissa voi esiintyä erityyppisiä oireita. Virukset voivat aiheuttaa pisteitä tai kuihtua lehtiä ja kukkia. Kasvaimia voi esiintyä varret tai lehdet.
Tupakan mosaiikkivirus (TMV tai tobamovirus) on hyvin tutkittu esimerkki kasviviruksesta.
SieniviruksetSieni viruksia tai mycoviruses ovat erityisiä, koska ne leviävät aikana solu fuusio. Ei ole solunulkoisia virioneja. In hiivat kuten Saccharomyces , virukset leviävät aikana sytoplasminen sekoituksen aikana solufuusio. Rihmasienet, kuten Penicillium tai nappisieni Agaricus bisporus, voivat myös saada viruksia, jotka voivat aiheuttaa ongelmia tuotannon aikana. Voidaan kuvitella käyttävän näitä viruksia patogeenisten sienien biologisen taistelun puitteissa.
Vuonna 2008 löydetty Sputnik on erityistapaus, joka pystyy tartuttamaan toisen viruksen ( Mamavirus ), joka kuuluu jättiläisvirusluokkaan (yli 300 000 bp: n kokoinen genomi ja koko suurempi kuin 0,2 μm ).
Tunnetaan myös nimellä muut virofagit Mavirukseen liittyvä CroV (in) (jättiläisvirukset, jotka infektoivat eukaryoottisen isännän Cafeteria roenbergensis , kehon yksisoluinen ).