โครงสร้างและการจำแนกประเภทของไวรัส

ไวรัสประกอบขึ้นจากส่วนประกอบพื้นฐานไม่กี่อย่างที่จัดเรียงตัวในลักษณะเฉพาะ และถูกจัดกลุ่มออกเป็นประเภทต่างๆ ตามลักษณะของจีโนมและวิธีการสร้าง messenger RNA

Definition

โครงสร้างและการจำแนกประเภทของไวรัสเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบทางกายภาพและสถาปัตยกรรมของอนุภาคไวรัส รวมถึงแผนการที่เป็นระบบที่ใช้ในการจัดกลุ่มไวรัสตามชนิดของจีโนม กลยุทธ์การจำลองตัวเอง และความสัมพันธ์ทางวิวัฒนาการ

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงส่วนประกอบของอนุภาคไวรัส (virion) ซึ่งรวมถึงจีโนมที่เป็นกรดนิวคลีอิก, แคปซิดที่เป็นโปรตีน, และเยื่อหุ้มไขมัน (lipid envelope); สมมาตรของแคปซิด ไม่ว่าจะเป็นแบบเกลียว (helical), ทรงยี่สิบหน้า (icosahedral), หรือแบบซับซ้อน (complex); ความหลากหลายของจีโนมไวรัสที่ครอบคลุมทั้ง DNA และ RNA, รูปแบบสายเดี่ยวและสายคู่; การจำแนกประเภทแบบบัลติมอร์ (Baltimore classification) โดยอิงตามชนิดของจีโนมและเส้นทางสู่ messenger RNA; และหลักการของการจำแนกประเภทไวรัสอย่างเป็นทางการ

Core questions

• ส่วนประกอบโครงสร้างพื้นฐานของอนุภาคไวรัสมีอะไรบ้าง?
• สมมาตรของแคปซิดมีความแตกต่างกันอย่างไรในหมู่ไวรัส?
• แผนการจำแนกประเภทของบัลติมอร์จัดจำแนกไวรัสอย่างไร?
• ไวรัสถูกจัดระเบียบอย่างไรในการจำแนกประเภทอย่างเป็นทางการ?

Key concepts

• ส่วนประกอบของอนุภาคไวรัส: จีโนม, แคปซิด, เยื่อหุ้ม
• สมมาตรของแคปซิด
• ความหลากหลายของจีโนม DNA และ RNA
• ประเภทบัลติมอร์
• การจำแนกประเภทไวรัสอย่างเป็นทางการ

Key theories

การจำแนกประเภทบัลติมอร์

ไวรัสถูกจัดกลุ่มตามลักษณะของจีโนมและเส้นทางที่ใช้ในการสร้าง messenger RNA ซึ่งเป็นแผนการที่รวมเป็นหนึ่งเดียวที่เชื่อมโยงชนิดของจีโนมเข้ากับกลยุทธ์การจำลองตัวเองในไวรัสทุกชนิด

Mechanisms

อนุภาคไวรัสจะบรรจุจีโนมไว้ภายในแคปซิดโปรตีน ซึ่งหน่วยย่อยของแคปซิดจะประกอบตัวเองเป็นโครงสร้างแบบเกลียวหรือทรงยี่สิบหน้า; ไวรัสบางชนิดอาจได้รับเยื่อหุ้มไขมันที่มีไกลโคโปรตีนฝังอยู่ด้วย จีโนมมีความหลากหลายอย่างมากทั้งในด้านเคมีและรูปแบบ และเนื่องจากต้องมีการสร้าง messenger RNA เพื่อการสังเคราะห์โปรตีนในท้ายที่สุด เส้นทางจากชนิดของจีโนมที่กำหนดไปยัง messenger RNA จึงเป็นตัวกำหนดประเภทบัลติมอร์และจำกัดกลยุทธ์การจำลองตัวเอง

Clinical relevance

การทราบโครงสร้างและประเภทของไวรัสช่วยในการทำนายวิธีการจำลองตัวเอง วิธีการที่อาจถูกโจมตีด้วยยาต้านไวรัสหรือวัคซีน และวิธีการตรวจจับและระบุตัวตน ทำให้ความรู้ด้านโครงสร้างและการจำแนกประเภทเป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับการศึกษาโรคไวรัสและการประยุกต์ใช้

History

การตกผลึกของไวรัสโมเสกยาสูบ (tobacco mosaic virus) โดย Wendell Stanley ในทศวรรษ 1930 ได้แสดงให้เห็นถึงโครงสร้างที่เป็นระเบียบของอนุภาคไวรัส และแผนการจำแนกประเภทของ David Baltimore ซึ่งกำหนดขึ้นประมาณปี 1971 ได้จัดระเบียบความหลากหลายของไวรัสตามชนิดของจีโนมและเส้นทางสู่ messenger RNA ซึ่งเป็นกรอบการทำงานที่ยั่งยืน

Key figures

• David Baltimore
• Wendell Stanley

Seminal works

• baltimore1971
• madigan2018

Frequently asked questions

การจำแนกประเภทบัลติมอร์คืออะไร?

เป็นระบบที่จัดกลุ่มไวรัสออกเป็นประเภทต่างๆ โดยอิงตามชนิดของจีโนม เช่น DNA สายคู่ หรือ RNA สายเดี่ยว และวิธีการที่แต่ละชนิดสร้าง messenger RNA ซึ่งเชื่อมโยงจีโนมของไวรัสเข้ากับกลยุทธ์การจำลองตัวเอง