نظام بالتيمور لتصنيف الفيروسات

يقوم نظام بالتيمور للتصنيف، الذي قدمه ديفيد بالتيمور عام 1971، بتنظيم الفيروسات في مجموعة صغيرة من الفئات وفقًا للمسار الذي يستخدمه كل فيروس لإنتاج الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) من جينومه. نظرًا لأن كل فيروس يجب أن يولد mRNA لتكوين البروتينات، فإن هذا المعيار الموحد الوحيد يصنف التنوع الهائل للفيروسات حسب نوع الجينوم، وعدد الشرائط، والقطبية، واستخدام النسخ العكسي.

Definition

تصنيف بالتيمور هو مخطط قائم على الجينوم يجمع الفيروسات في فئات محددة بالمسار من جينومها إلى الحمض النووي الريبوزي الرسول، وينظمها حسب نوع الحمض النووي، وعدد الشرائط، والقطبية، وما إذا كانت تستخدم النسخ العكسي.

Scope

يشرح هذا المدخل منطق نظام بالتيمور، وخصائص الجينوم التي تحدد فئاته (الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين مقابل الحمض النووي الريبوزي، أحادي الشريط مقابل مزدوج الشريط، إيجابي الاتجاه مقابل سلبي الاتجاه، وجينومات النسخ العكسي)، وكيف يرتبط المخطط ويكمل تصنيف اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات (ICTV) الرسمي. إنه نظرة عامة مرجعية لإطار تصنيفي، وليس إرشادات سريرية.

Core questions

• ما هو المعيار الوحيد الذي يستخدمه نظام بالتيمور لتصنيف الفيروسات؟
• كيف تختلف الفئات السبع في نوع الجينوم ومسار التكاثر؟
• لماذا يجب على فيروسات الحمض النووي الريبوزي سلبية الاتجاه ومزدوجة الشريط أن تحمل بوليميرازها الخاص؟
• كيف يحدد النسخ العكسي فئات بالتيمور الخاصة به؟
• كيف يرتبط تصنيف بالتيمور بتصنيف ICTV؟

Key concepts

• مسار الجينوم إلى mRNA
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين مزدوج الشريط
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين أحادي الشريط
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي مزدوج الشريط
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي أحادي الشريط إيجابية الاتجاه
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي أحادي الشريط سلبية الاتجاه
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي التي تقوم بالنسخ العكسي (الفيروسات القهقرية)
• فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين التي تقوم بالنسخ العكسي

Key theories

مسار الجينوم إلى mRNA كمصنف عالمي

اقترح بالتيمور أنه نظرًا لأن جميع الفيروسات يجب أن تصنع mRNA، فإن المسار من الجينوم إلى mRNA هو خاصية عالمية تصنف الفيروسات إلى عدد قليل من الفئات بغض النظر عن شكل الجسيم أو المضيف.

توافق فئات بالتيمور مع تطور الفيروسات

أعاد كونين وكروبوفيتش وأغول تقييم المخطط بعد خمسين عامًا وجادلوا بأنه لا يزال إطارًا تنظيميًا قويًا، مع الإشارة إلى الأماكن التي تتقاطع فيها العلاقات التطورية أو تقع ضمن فئات فردية.

Mechanisms

يطرح نظام بالتيمور سؤالاً واحدًا على كل فيروس: كيف ينتقل من جينومه إلى الحمض النووي الريبوزي الرسول؟ تعتمد الإجابة على كيمياء الجينوم. تقوم فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين مزدوج الشريط بنسخ mRNA بنفس طريقة الخلايا؛ بينما تشكل فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين أحادي الشريط وسيطًا مزدوج الشريط أولاً. يمكن أن يعمل الحمض النووي الريبوزي أحادي الشريط إيجابي الاتجاه مباشرة كـ mRNA، في حين يجب نسخ الحمض النووي الريبوزي أحادي الشريط سلبي الاتجاه والحمض النووي الريبوزي مزدوج الشريط بواسطة بوليميراز يوفره الفيروس ويحمله الجسيم الفيروسي. تستخدم فئتان إضافيتان النسخ العكسي: تنسخ الفيروسات القهقرية الحمض النووي الريبوزي إيجابي الاتجاه الخاص بها إلى الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، بينما تتكاثر بعض فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين من خلال وسيط الحمض النووي الريبوزي. تحدد هذه المسارات المتميزة الفئات وتتنبأ بإنزيمات التكاثر التي يتطلبها كل فيروس.

Clinical relevance

إن معرفة فئة بالتيمور للفيروس تشير إلى استراتيجية تكاثره والإنزيمات التي يعتمد عليها، وهي معلومات مفيدة لفهم أهداف مضادات الفيروسات وتصميم اللقاحات. يصف هذا المدخل إطارًا تصنيفيًا كمرجع ولا يقدم توصيات تشخيصية أو علاجية.

Evidence & guidelines

يُستخدم مخطط بالتيمور على نطاق واسع جنبًا إلى جنب مع التصنيف الرسمي الذي تحتفظ به اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات (ICTV)؛ وقد تم الآن دمج فئة تضاعف الجينوم في الرتب العليا لتصنيف ICTV الحديث.

History

اقترح ديفيد بالتيمور المخطط القائم على الجينوم في عام 1971، مستفيدًا من اكتشاف إنزيم النسخ العكسي والاعتراف بأن الفيروسات تستخدم مسارات متنوعة لتكوين mRNA. كان يتألف في الأصل من ست فئات، ثم تم تمديده إلى سبع ليشمل فيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين التي تقوم بالنسخ العكسي، وأكدت إعادة تقييم أجراها كونين وكروبوفيتش وأغول في عام 2021 فائدته المستمرة في ضوء تطور الفيروسات ودمجه في التصنيف الحديث.

Debates

هل يعكس تصنيف بالتيمور العلاقات التطورية؟

يجمع المخطط الفيروسات حسب مسار التكاثر بدلاً من السلف المشترك، وتقع بعض الفيروسات ذات الصلة التطورية في فئات مختلفة بينما تكون بعض الفئات متعددة الأصول؛ لذلك يتعامل المراجعون معه كأداة تنظيمية قوية تكمل، بدلاً من أن تحل محل، التصنيف القائم على السلالات.

Key figures

• David Baltimore
• Eugene Koonin
• Mart Krupovic
• Vadim Agol

Seminal works

• baltimore-1971
• koonin-2021

Frequently asked questions

كم عدد فئات بالتيمور؟

يُقدم النظام غالبًا على أنه سبع فئات: الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين مزدوج الشريط، الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين أحادي الشريط، الحمض النووي الريبوزي مزدوج الشريط، الحمض النووي الريبوزي أحادي الشريط إيجابي الاتجاه، الحمض النووي الريبوزي أحادي الشريط سلبي الاتجاه، فيروسات الحمض النووي الريبوزي التي تقوم بالنسخ العكسي، وفيروسات الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين التي تقوم بالنسخ العكسي؛ كان المخطط الأصلي لعام 1971 يحتوي على ست فئات، ثم تم تمديده لاحقًا إلى سبع.

هل نظام بالتيمور هو نفسه التصنيف الرسمي للفيروسات؟

لا. يصنف نظام بالتيمور الفيروسات حسب مسارها من الجينوم إلى mRNA، بينما تحتفظ اللجنة الدولية لتصنيف الفيروسات (ICTV) بالتصنيف الرسمي كتسلسل هرمي مرتب؛ الاثنان متكاملان، وتنعكس فئة تضاعف الجينوم في المستويات العليا لتصنيف ICTV الحديث.