Ταξινόμηση κατά Baltimore
Η ταξινόμηση κατά Baltimore είναι ένα σύστημα ταξινόμησης ιών που ομαδοποιεί τους ιούς σε οικογένειες, ανάλογα με τον τύπο του γονιδιώματός τους (DNA, RNA, μονόκλωνο, δίκλωνο κτλπ.) και τη μέθοδο αντιγραφής τους. Το σύστημα αναπτύχθηκε από τον Ντέιβιντ Μπάλτιμορ (David Baltimore).
Ταξινόμηση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Η ταξινόμηση των ιών σύμφωνα με το γονιδίωμα τους σημαίνει ότι όσοι ανήκουν σε μια δεδομένη κατηγορία θα συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο, γεγονός που προσφέρει ορισμένες ενδείξεις που μπορούν να οδηγήσουν την περαιτέρω έρευνα. Οι επτά τάξεις του συστήματος ταξινόμησης κατά Baltimore είναι οι ακόλουθες:
- Ι: Ιοί με δίκλωνο DNA (dsDNA), για παράδειγμα Ερπητοϊοί, Αδενοϊοί και Πάποβαϊοί.
- ΙΙ: Ιοί με μονόκλωνο DNA (ssDNA), για παράδειγμα Πάρβοϊοι.
- III: Ιοί με δίκλωνο RNA (dsRNA), για παράδειγμα Ρεοϊοί.
- IV: Ιοί με μονόκλωνο RNA θετικής (+) πολικότητας, για παράδειγμα Πικορναϊοί, Τογκαϊοί
- V: Ιοί με μονόκλωνο RNA αρνητικής (-) πολικότητας, για παράδειγμα Ορθομυξοϊοί, Ραβδοϊοί
- VI: Ιοί με μονόκλωνο RNA θετικής πολικότητας που αντιγράφονται μέσω ενός ενδιάμεσου μορίου DNA, για παράδειγμα Ρετροϊοί
- VII: Ιοί με δίκλωνο DNA που αντιγράφονται μέσω ενός ενδιάμεσου μορίου μονόκλωνου RNA
Τάξη Ι: Ιοί με δίκλωνο DNA (dsDNA)[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Οι ιοί αυτής της τάξης πρέπει να εισέλθουν στον πυρήνα του ξενιστή για να μπορέσουν να αντιγραφούν. Επιπλέον, αυτοί οι ιοί απαιτούν πολυμεράσες των κυττάρων-ξενιστών να αντιγράψουν το γονιδίωμα τους και, ως εκ τούτου, εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τον κυτταρικό κύκλο. Η σωστή μόλυνση και παραγωγή απογόνων απαιτεί το κύτταρο να βρίσκεται σε φάση αντιγραφής, καθώς τότε είναι ενεργοποιημένες οι κυτταρικές πολυμεράσες. Ο ιός μπορεί να προκαλέσει την διαίρεση του κυττάρου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε μετασχηματισμό του κυττάρου και τελικά σε καρκίνο. Παραδείγματα της τάξης αυτής αποτελούν οι Ερπητοϊοί, οι Αδενοϊοί και οι Πάποβαϊοί.
Υπάρχει μόνο ένα καλά μελετημένο παράδειγμα ιού της τάξης Ι που δεν αντιγράφεται μέσα στον πυρήνα: η οικογένεια των Pox ιών, ενός υψηλής παθογονικότητας ιού που μολύνει τα σπονδυλωτά και περιλαμβάνει τον ιό της ευλογιάς.
Το mRNA παράγεται τακτικά από ιικό DNA μέσω μεταγραφής χρησιμοποιώντας την RNA πολυμεράση II του ξενιστή. Η μεταγραφή παράγει δύο τύπους mRNA: 1) πρώιμο mRNA, που μεταγράφεται πριν από τη σύνθεση του ιικού DNA, και 2) όψιμο mRNA, που μεταγράφεται από το DNA των απογόνων.
Τάξη II: Ιοί με μονόκλωνο DNA (ssDNA)[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Σε αυτή την τάξη περιλαμβάνονται ιοί των οικογενειών Anelloviridae, Circoviridae και Parvoviridae (που μολύνουν σπονδυλωτά), Geminiviridae και Nanoviridae (που προσβάλλουν φυτά), και Microviridae (που προσβάλλουν προκαρυώτες). Οι περισσότεροι από αυτούς έχουν κυκλικά γονιδιώματα (οι παρβοϊοί είναι η μόνη γνωστή εξαίρεση). Οι ιοί που προσβάλλουν ευκαρυώτες αντιγράφονται κυρίως στον πυρήνα - συνήθως μέσω ενός μηχανισμού κυλιόμενου κύκλου, σχηματίζοντας ένα ενδιάμεσο δίκλωνο DNA κατά τη διαδικασία.
Τάξη III: Ιοί με δίκλωνο RNA (dsRNA)[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Όπως συμβαίνει με τους περισσότερους ιούς RNA, αυτή η τάξη αναπαράγεται στο "πυρηνικό" καψίδιο που βρίσκεται στο κυτταρόπλασμα, χωρίς να χρειάζεται να χρησιμοποιήσει τις αντιγραφικές πολυμεράσες του ξενιστή στο βαθμό που το κάνουν οι ιοί DNA. Η κατηγορία αυτή δεν είναι το ίδιο καλά μελετημένη όσο οι υπόλοιπες και περιλαμβάνει 2 μεγάλες οικογένειες, Reoviridae και Birnaviridae. Η αντιγραφή είναι μονοκιστρονική και περιλαμβάνει μεμονωμένα, τεμαχισμένα γονιδιώματα, που σημαίνει ότι κάθε ένα από τα γονίδια κωδικοποιεί μόνο μία πρωτεΐνη, σε αντίθεση με άλλους ιούς που παρουσιάζουν πιο περίπλοκη μετάφραση.
Τάξεις IV & V: Ιοί με μονόκλωνο RNA (ssRNA)[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Οι ssRNA ιοί ανήκουν στην τάξη IV ή V της ταξινόμησης κατά Baltimore. Θα μπορούσαν να ομαδοποιηθούν, ανάλογα με την πολικότητα του RNA, σε θετικής ή αρνητικής πολικότητας. Το μονόκλωνο RNA είναι το κοινό χαρακτηριστικό αυτών των ιών. Η αντιγραφή των ιών αυτών συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα ή τον πυρήνα (για τους τεμαχισμένους ιούς της κατηγορίας V). Οι ssRNA ιοί κατηγορίας IV και V δεν εξαρτώνται από τον κυτταρικό κύκλο του ξενιστή στο βαθμό που εξαρτώνται οι ιοί DNA.
Ομάδα IV: Ιοί με μονόκλωνο RNA θετικής (+) πολικότητας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Οι ιοί RNA θετικής πολικότητας και γενικά όλα τα RNA που ορίζονται ως θετικής πολικότητας μπορούν να προσπελαστούν άμεσα από τα ριβοσώματα του ξενιστή για την παραγωγή πρωτεΐνών. Οι ιοί αυτοί μπορούν να χωριστούν σε δύο ομάδες, οι οποίες αναπαράγονται στο κυτταρόπλασμα:
- Ιοί με πολυκιστρονικό mRNA όπου το γονιδίωμα RNA σχηματίζει το mRNA και μεταφράζεται σε μια πολυπρωτεΐνη η οποία στη συνέχεια διασπάται για να σχηματίσει τις ώριμες πρωτεΐνες. Αυτό σημαίνει ότι το γονίδιο μπορεί να χρησιμοποιήσει πολλαπλές μεθόδους για να παράγει πρωτεΐνες από τον ίδιο κλώνο RNA, επιτρέποντας έτσι ένα μειωμένο γονιδιακό μέγεθος.
- Ιοί με σύνθετη μεταγραφή, για τους οποίους μπορούν να χρησιμοποιηθούν υπογενωμικά mRNA, μετατόπιση αναγνωστικού πλαισίου του ριβοσώματος και πρωτεολυτική επεξεργασία των πολυπρωτεινών. Όλοι αυτοί οι μηχανισμοί επιτρέπουν την παραγωγή πρωτεϊνών από τον ίδιο κλώνο RNA.
Παραδείγματα αυτής της κατηγορίας περιλαμβάνουν τις οικογένειες Astroviridae, Caliciviridae, Coronaviridae, Flaviviridae, Picornaviridae, Arteriviridae και Togaviridae.
Ομάδα V: Ιοί με μονόκλωνο RNA αρνητικής (-) πολικότητας[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Οι ιοί RNA αρνητικής πολικότητας και γενικά όλα τα γονίδια που ορίζονται ως αρνητικής πολικότητας δεν μπορούν να προσεγγιστούν άμεσα από τα ριβοσώματα του ξενιστή για την παραγωγή πρωτεϊνών. Αντ 'αυτού, πρέπει να μεταγραφούν από ιικές πολυμεράσες σε μια "αναγνώσιμη" μορφή, η οποία είναι η αντίστοιχη θετικής πολικότητας. Οι ιοί αυτοί μπορούν επίσης να χωριστούν σε δύο ομάδες:
- Ιοί που διαθέτουν μη τεμαχισμένα γονιδιώματα για τους οποίους το πρώτο στάδιο για την αντιγραφή είναι η μεταγραφή του γονιδιώματος αρνητικού κλώνου από την ιική RNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση για την παραγωγή μονοκιστρονικών mRNA που κωδικοποιούν τις διάφορες ιικές πρωτεΐνες. Στη συνέχεια παράγεται ένα αντίγραφο του γονιδιώματος θετικής πολικότητας το οποίο χρησιμεύει ως καλούπι για την παραγωγή του γονιδιώματος αρνητικού κλώνου. Η αντιγραφή συμβαίνει μέσα στο κυτταρόπλασμα.
- Ιοί με τεμαχισμένα γονιδιώματα για τα οποία η αντιγραφή συμβαίνει στον πυρήνα και για τα οποία η ιική RNA-εξαρτώμενη RNA πολυμεράση παράγει μονοκιστρονικά mRNA από κάθε τεμάχιο του γονιδιώματος. Η μεγαλύτερη διαφορά μεταξύ των δύο ομάδων είναι η θέση της αντιγραφής.
Παραδείγματα αυτής της τάξης περιλαμβάνουν τις οικογένειες Arenaviridae, Orthomyxoviridae, Paramyxoviridae, Bunyaviridae, Filoviridae και Rhabdoviridae (η τελευταία περιλαμβάνει τον ιό της λύσσας ).
Τάξη VI: Ιοί με μονόκλωνο RNA θετικής πολικότητας που αντιγράφονται μέσω ενδιάμεσου DNA[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Μια καλά μελετημένη οικογένεια αυτής της τάξης ιών περιλαμβάνει τους ρετροϊούς. Καθοριστικό χαρακτηριστικό αποτελεί η χρήση της αντίστροφης μεταγραφάσης για τη μετατροπή του RNA θετικής πολικότητας σε DNA. Αντί να χρησιμοποιούν το RNA ως καλούπι για την παραγωγή πρωτεϊνών, χρησιμοποιούν DNA για να δημιουργήσουν τα καλούπια, τo οποίo ενσωματώνεται στο γονιδίωμα του ξενιστή με τη βοήθεια μια ιντεγκράσης (ενσωματάσης). Η αντιγραφή μπορεί στη συνέχεια να εκκινήσει με τη βοήθεια των πολυμερασών του κυττάρου ξενιστή.
Τάξη VII: Ιοί με δίκλωνο DNA που αντιγράφονται μέσω ενδιάμεσου μονόκλωνου RNA[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
Αυτή η μικρή τάξη ιών, με χαρακτηριστικό παράδειγμα τον ιό της Ηπατίτιδας Β (οικογένεια Hepadnaviridae), διαθέτει ένα δίκλωνο γονιδίωμα με ένα κενό, το οποίο στη συνέχεια συμπληρώνεται για να σχηματίσει ένα ομοιοπολικά κλειστό κυκλικό DNA (cccDNA) που χρησιμεύει ως καλούπι για την παραγωγή των ιικών mRNA και ενός υπογενωμικού RNA. Το προγονικό RNA χρησιμεύει ως εκμαγείο για την ιική αντίστροφη μεταγραφάση για την παραγωγή του DNA γονιδιώματος.
Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]
- "Πύλη ταξινόμησης για ιούς". (Δικτυακός τόπος. ) Ιογενές κέντρο βιοπληροφορικής και ιϊκή βιοπληροφορική - Καναδάς . Ανακτήθηκε στις 2007-09-27.
- ↑ Baltimore D (1971). «Expression of animal virus genomes». Bacteriol Rev 35 (3): 235–41. PMID 4329869. PMC 378387. http://mmbr.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=4329869.