Virüs Yapısı ve Sınıflandırması
Virüs yapısı ve sınıflandırması, virolojinin virüs partiküllerinin nasıl inşa edildiğini ve virüslerin muazzam çeşitliliğinin tutarlı bir taksonomiye nasıl düzenlendiğini açıklayan bir alanıdır. Virüsler, nükleik asit genomunu bir protein kılıf içinde paketleyen partiküllere sahip zorunlu hücre içi parazitlerdir. Bu paketin organizasyon şekli — kapsid simetrisi, lipit zarfın varlığı veya yokluğu ve genomun kimyasal yapısı — virüslerin hem anatomisini hem de adlandırılması ve gruplandırılması için temel kriterleri sağlamaktadır.
Tanım
Virüs yapısı ve sınıflandırması, virüs partiküllerinin moleküler mimarisinin, virüsleri yapısal ve genomik özelliklerine göre organize eden sistematik çerçevelerle — başlıca Baltimore genom replikasyon şeması ve ICTV taksonomisi ile — birlikte incelenmesidir.
Kapsam
Bu alan, okuyucuyu virüs partikülünün yapı taşlarına (kapsid, zarf, genom, bağlanma proteinleri), kapsid yapımını yöneten fiziksel prensiplere ve virüsleri organize etmek için kullanılan iki tamamlayıcı sisteme — genom tabanlı Baltimore sınıflandırmasına ve Uluslararası Virüs Taksonomisi Komitesi (ICTV) tarafından sürdürülen hiyerarşik taksonomiye — yönlendirmektedir. Viral formun nasıl incelendiğini ve bu formun sınıflandırmanın temelini nasıl oluşturduğunu açıklayan bir referans genel bakışıdır; klinik bir rehberlik değildir.
Alt konular
Temel sorular
- Bir virüs partikülünü hangi bileşenler oluşturur ve bunlar nasıl bir araya gelir?
- Çoğu kapsid neden helikal veya ikosahedral simetri benimser?
- Zarflı virüsleri zarfsız virüslerden ayıran nedir?
- Genomun kimyasal yapısı virüsleri Baltimore gruplarına nasıl organize eder?
- ICTV virüsleri resmi bir taksonomik hiyerarşiye nasıl sıralar?
Anahtar kavramlar
- Kapsid ve kapsomer
- Helikal ve ikosahedral simetri
- Lipit zarf ve glikoproteinler
- Nükleokapsid ve virion
- Genom polaritesi (pozitif/negatif anlam) ve sarmallık
- Baltimore sınıfı
- ICTV taksonomik sıralamaları (alemden türe)
Temel kuramlar
- Kapsid yapımının yarı eşdeğerlik (Caspar-Klug) kuramı
- Caspar ve Klug, genetik ekonominin kapsidlerin az sayıda protein alt biriminin yarı eşdeğer bağlarla düzenlenmiş birçok kopyasından inşa edilmesini zorunlu kıldığını öne sürmüş, bu da çoğu küresel virüste görülen ikosahedral kabukları öngörmüştür.
- Baltimore genom tabanlı sınıflandırma
- David Baltimore, tüm virüslerin genomlarından haberci RNA'ya giden yol ile sıralanabileceğini öne sürmüş, bu da resmi taksonomiden bağımsız, birleştirici bir düzenleyici ilke olarak kalan küçük bir replikasyon sınıfları kümesi ortaya çıkarmıştır.
Mekanizmalar
Bir virüs partikülü, temel olarak bir genom için bir dağıtım aracıdır. Genom — DNA veya RNA, tek veya çift sarmallı, belirli bir polariteye sahip — tekrarlayan protein alt birimlerinden oluşan bir kapsid ile çevrilidir; genetik ekonomi, çoğu kapsidi birkaç protein türünden inşa edilmiş helikal veya ikosahedral simetriye yönlendirmektedir. Birçok hayvan virüsü, tomurcuklanma sırasında viral glikoproteinlerle süslenmiş, konakçıdan türetilmiş bir lipit zarf edinmektedir. Bu yapısal ve genomik özellikler, sınıflandırma kriterlerini sağlamaktadır: Baltimore sistemi virüsleri genomdan mRNA'ya giden yola göre gruplandırırken, ICTV taksonomisi genom tipini, partikül morfolojisini ve giderek artan bir şekilde genom dizisini sıralı bir hiyerarşiye entegre etmektedir.
Klinik önem
Burada özetlenen yapısal ve taksonomik özellikler, virüslerin laboratuvarda nasıl tanımlandığı, antiviral ve aşı hedeflerinin nasıl tasarlandığı ve ilişkili virüslerin nasıl tanındığı dahil olmak üzere virolojinin birçok pratik yönünün temelini oluşturmaktadır. Bir referans genel bakışı olarak bu alan, sınıflandırmanın ve partikül yapısının temelini açıklamaktadır; tanı veya tedavi önerileri sunmamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Bu alandaki sınıflandırma uygulaması, ICTV tarafından belirlenmektedir; ICTV'nin onaylanmış taksonomisi ve destekleyici veri tabanı, virüsleri adlandırmak ve gruplandırmak için yetkili referans çerçevesi olarak hizmet vermektedir.
Tarihçe
Viral mimarinin modern anlayışı, 1950'ler ve 1960'larda küçük virüslerin X-ışını ve elektron mikroskobik çalışmalarıyla gelişmiştir. Bu dönemde Crick ve Watson kapsidlerin simetrik alt birim yapısını öngörmüş, Caspar ve Klug ise yarı eşdeğerliği (quasi-equivalence) formüle etmiştir. 1971'de David Baltimore, partikül morfolojisini aşan genom tabanlı bir sınıflandırma sunmuştur ve sonraki on yıllarda ICTV, genişlemeye devam eden resmi, dizi tabanlı bir taksonomi geliştirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Aaron Klug
- Donald Caspar
- David Baltimore
- Stephen Harrison
- Eugene Koonin
İlgili konular
Temel eserler
- harrison-1983
- baltimore-1971
- lefkowitz-2017
Sıkça sorulan sorular
- Baltimore sınıflandırması ile ICTV taksonomisi arasındaki fark nedir?
- Baltimore sistemi virüsleri genomlarından mRNA'ya giden yola göre az sayıda sınıfa ayırırken, ICTV genom tipini, morfolojiyi ve diziyi entegre eden resmi bir sıralı taksonomi (alemden türe kadar) sürdürmektedir; bu iki sistem rekabet etmekten ziyade tamamlayıcıdır.
- Tüm virüslerin zarfı var mıdır?
- Hayır. Birçok virüs zarfsızdır (çıplak), sadece bir protein kapsid içinde bir genomdan oluşurken, diğerleri gömülü viral glikoproteinlere sahip, konakçıdan türetilmiş bir lipit zarf edinmektedir; zarfın varlığı veya yokluğu, tanımlama ve sınıflandırmada kullanılan yapısal özelliklerden biridir.