Struktur dan Klasifikasi Virus

Struktur dan klasifikasi virus adalah bidang virologi yang menjelaskan bagaimana partikel virus dibangun dan bagaimana keanekaragaman virus yang sangat besar diurutkan ke dalam taksonomi yang koheren. Virus adalah parasit intraseluler obligat yang partikelnya mengemas genom asam nukleat di dalam selubung protein, dan cara pengemasan tersebut diatur — simetri kapsidnya, ada atau tidaknya selubung lipid, dan sifat kimiawi genom — menyediakan anatomi dan kriteria utama untuk penamaan dan pengelompokan virus.

Definition

Struktur dan klasifikasi virus adalah studi tentang arsitektur molekuler partikel virus bersama dengan kerangka kerja sistematis — terutama skema replikasi genom Baltimore dan taksonomi ICTV — yang mengorganisasikan virus menurut sifat struktural dan genomiknya.

Scope

Area ini mengarahkan pembaca pada blok bangunan partikel virus (kapsid, selubung, genom, protein perlekatan), pada prinsip-prinsip fisik yang mengatur konstruksi kapsid, dan pada dua sistem komplementer yang digunakan untuk mengorganisasikan virus: klasifikasi Baltimore berbasis genom dan taksonomi hierarkis yang dikelola oleh Komite Internasional tentang Taksonomi Virus (International Committee on Taxonomy of Viruses/ICTV). Ini adalah tinjauan referensi tentang bagaimana bentuk virus dipelajari dan bagaimana bentuk tersebut mendasari klasifikasi; ini bukan panduan klinis.

Sub-topics

• Baltimore Virus Classification System
• Viral Attachment Proteins and Cellular Tropism
• Viral Capsid and Envelope Structure
• Viral Genome Organization and Nucleic Acids
• Virus Morphology and Electron Microscopy

Core questions

• Komponen apa saja yang membentuk partikel virus dan bagaimana komponen tersebut dirakit?
• Mengapa sebagian besar kapsid mengadopsi simetri heliks atau ikosahedral?
• Apa yang membedakan virus berselubung dari virus tidak berselubung?
• Bagaimana sifat kimiawi genom mengorganisasikan virus ke dalam kelompok Baltimore?
• Bagaimana ICTV mengurutkan virus ke dalam hierarki taksonomi formal?

Key concepts

• Kapsid dan kapsomer
• Simetri heliks dan ikosahedral
• Selubung lipid dan glikoprotein
• Nukleokapsid dan virion
• Polaritas genom (sense positif/negatif) dan untaian
• Kelas Baltimore
• Peringkat taksonomi ICTV (dari realm hingga spesies)

Key theories

Teori kuasi-ekuivalensi (Caspar-Klug) konstruksi kapsid

Caspar dan Klug mengusulkan bahwa ekonomi genetik memaksa kapsid untuk dibangun dari banyak salinan sejumlah kecil subunit protein yang diatur dengan ikatan kuasi-ekuivalen, memprediksi cangkang ikosahedral yang terlihat di sebagian besar virus sferis.

Klasifikasi berbasis genom Baltimore

David Baltimore mengusulkan bahwa semua virus dapat diurutkan berdasarkan jalur dari genomnya ke RNA duta, menghasilkan sejumlah kecil kelas replikasi yang tetap menjadi prinsip pengorganisasian pemersatu yang independen dari taksonomi formal.

Mechanisms

Partikel virus pada dasarnya adalah kendaraan pengantar untuk genom. Genom — DNA atau RNA, beruntai tunggal atau ganda, dengan polaritas tertentu — diselubungi oleh kapsid yang dirakit dari subunit protein berulang; ekonomi genetik mendorong sebagian besar kapsid menuju simetri heliks atau ikosahedral yang dibangun dari beberapa spesies protein. Banyak virus hewan juga memperoleh selubung lipid yang berasal dari inang yang dihiasi dengan glikoprotein virus selama pembentukan tunas. Fitur struktural dan genomik yang sama ini menyediakan kriteria klasifikasi: sistem Baltimore mengelompokkan virus berdasarkan jalur dari genom ke mRNA, sementara taksonomi ICTV mengintegrasikan jenis genom, morfologi partikel, dan semakin banyak urutan genom ke dalam hierarki berperingkat.

Clinical relevance

Fitur struktural dan taksonomi yang dirangkum di sini mendasari banyak aspek praktis virologi, termasuk bagaimana virus diidentifikasi di laboratorium, bagaimana target antivirus dan vaksin disusun, dan bagaimana virus terkait dikenali. Sebagai tinjauan referensi, area ini menjelaskan dasar klasifikasi dan struktur partikel; ini tidak memberikan rekomendasi diagnostik atau pengobatan.

Evidence & guidelines

Praktik klasifikasi di area ini berlabuh pada ICTV, yang taksonomi yang diratifikasi dan basis data pendukungnya berfungsi sebagai kerangka referensi otoritatif untuk penamaan dan pengelompokan virus.

History

Pemahaman modern tentang arsitektur virus berkembang dari studi sinar-X dan mikroskop elektron virus kecil pada tahun 1950-an dan 1960-an, ketika Crick dan Watson memprediksi konstruksi subunit simetris kapsid dan Caspar serta Klug memformalkan kuasi-ekuivalensi. Pada tahun 1971 David Baltimore memperkenalkan klasifikasi berbasis genom yang melintasi morfologi partikel, dan selama dekade-dekade berikutnya ICTV mengembangkan taksonomi formal yang diinformasikan oleh urutan yang terus berkembang.

Key figures

• Aaron Klug
• Donald Caspar
• David Baltimore
• Stephen Harrison
• Eugene Koonin

Seminal works

• harrison-1983
• baltimore-1971
• lefkowitz-2017

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara klasifikasi Baltimore dan taksonomi ICTV?

Sistem Baltimore mengurutkan virus ke dalam sejumlah kecil kelas berdasarkan jalur dari genomnya ke mRNA, sementara ICTV mempertahankan taksonomi berperingkat formal (dari realm hingga spesies) yang mengintegrasikan jenis genom, morfologi, dan urutan; keduanya saling melengkapi daripada bersaing.

Apakah semua virus memiliki selubung?

Tidak. Banyak virus tidak berselubung (telanjang), hanya terdiri dari genom di dalam kapsid protein, sementara yang lain memperoleh selubung lipid yang berasal dari inang dengan glikoprotein virus yang tertanam; ada atau tidaknya selubung adalah salah satu fitur struktural yang digunakan dalam deskripsi dan klasifikasi.