Skip to main content
Global

10.4: סיווג וירוסים

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208729

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    מטרות למידה
    1. ציין אילו קריטריונים משמשים בסיווג ויראלי.
    2. לגבי שמות האנזימים המעורבים בשכפול של חומצת גרעין ויראלית, ציין למה מתייחס החלק ה"תלוי "של השם ולמה מתייחס החלק ה"פולימראז" של השם.

    וירוסים יכולים לאחסן את המידע הגנטי שלהם בשישה סוגים שונים של חומצת גרעין אשר נקראים על סמך האופן שבו חומצת הגרעין הזו מתעתקת בסופו של דבר ל-mRNA הנגיפי (איור\(\PageIndex{1}\)) המסוגל להיקשר לריבוזומים של התא המארח ולתרגם לחלבונים ויראליים.

    alt
    איור\(\PageIndex{1}\): שעתוק של חומצת גרעין ויראלית ל-mRNA ויראלי. ניתן לתרגם RNA (+) לחלבון ויראלי. גדילים (+) ו- (-) משלימים.

    בתרשימים שלהלן, (+) ו- (-) מייצגים גדילים משלימים של חומצת גרעין. העתקה של גדיל (+) על ידי זיווג בסיסים משלים יוצרת גדיל (-). ניתן לתרגם רק גדיל mRNA ויראלי (+) לחלבון ויראלי. לגבי האנזימים המעורבים בשכפול חומצות גרעין, החלק ה"תלוי "של השם מתייחס לאיזה סוג של חומצת גרעין מועתק. החלק ה"פולימראז" של השם מתייחס לאיזה סוג של חומצת גרעין מסונתז, למשל, RNA פולימראז תלוי DNA יסנתז גדיל של RNA המשלים לגדיל DNA. שש הצורות הללו של חומצת גרעין ויראלית הן:

    • (+/-) DNA דו-גדילי (איור\(\PageIndex{2}\)). כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים הן את גדילי ה-DNA (+) והן (-) המייצרים גנום ויראלי dsDNA. כדי לייצר מולקולות mRNA ויראליות, אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן לתרגם את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח. דוגמאות כוללות את רוב הבקטריופאגים, נגיפי הפפובה, אדנו-וירוסים והרפס ווירוסים.
    dsDNA.jpg
    איור\(\PageIndex{2}\): שכפול של גנום ויראלי DNA דו-גדילי וייצור mRNA ויראלי. כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים הן את גדילי ה-DNA (+) והן (-) המייצרים גנום ויראלי dsDNA. לייצר מולקולות mRNA ויראליות. אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן להעביר את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח.
    • (+) DNA חד גדילי (איור\(\PageIndex{2}\)). כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (+) של הגנום ומייצר תוצר ביניים dsDNA. אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA לאחר מכן מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) לגנום DNA ss (+). כדי לייצר מולקולות mRNA ויראליות, אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן לתרגם את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח. דוגמאות כוללות פאג M13 ו- Parvoviruses.
    ssplusDNA.jpg
    איור\(\PageIndex{3}\): שכפול של גנום ויראלי DNA חד-גדילי וייצור mRNA ויראלי. כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (+) של הגנום ומייצר תוצר ביניים dsDNA. אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA לאחר מכן מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) לגנום DNA ss (+). לייצר מולקולות mRNA ויראליות. אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן להעביר את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח.
    • (+/-) RNA דו-גדילי (איור\(\PageIndex{4}\)). כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים הן את גדילי ה- RNA (+) והן (-) RNA של הגנום המייצרים גנום dsRNA. כדי לייצר מולקולות mRNA ויראליות, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את גדיל ה- RNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן לתרגם את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח. ריאו-וירוסים הם דוגמה לכך.
    dsRNA.jpg
    איור\(\PageIndex{4}\): שכפול של גנום ויראלי RNA דו-גדילי וייצור mRNA ויראלי. כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים הן את גדילי ה- RNA (+) והן (-) RNA של הגנום המייצרים גנום dsRNA. לייצר מולקולות mRNA ויראליות. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את גדיל ה- RNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן להעביר את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח.
    • (-) RNA (איור\(\PageIndex{5}\)). כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את הגנום (-) RNA המייצר ss (+) RNA. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- RNA (+) המייצרים גנום ויראלי ss (-) RNA. גדילי ה-mRNA (+) מתפקדים גם כ-mRNA ויראלי ולאחר מכן ניתן לתרגם אותם לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח. דוגמאות לכך כוללות אורתומיקסובירוסים, פרמיקסובירוסים, רבדו -וירוסים.
    ssminusRNA.jpg
    איור\(\PageIndex{5}\): שכפול של גנום ויראלי מינוס RNA חד-גדילי וייצור mRNA ויראלי. כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את הגנום (-) RNA המייצר ss (+) RNA. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- RNA (+) המייצרים גנום ויראלי ss (-) RNA. גדילי ה-mRNA (+) מתפקדים גם כ-mRNA ויראלי ולאחר מכן ניתן להעבירם לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח.
    • (+) RNA (איור\(\PageIndex{6}\)). כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את הגנום (+) RNA המייצר ss (-) RNA. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- RNA (-) המייצרים גנום ויראלי ss (+) RNA. לייצר מולקולות mRNA ויראליות. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את גדיל ה- RNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן לתרגם את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח. דוגמאות לכך כוללות נגיפי פיקורנה, נגיפי טוגה וקורונה.
    ssplusRNA.jpg
    איור\(\PageIndex{6}\): שכפול של גנום ויראלי חד-גדילי פלוס RNA וייצור mRNA ויראלי. כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את הגנום (+) RNA המייצר ss (-) RNA. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- RNA (-) המייצרים גנום ויראלי ss (+) RNA. לייצר מולקולות mRNA ויראליות. אנזימי RNA פולימראז תלויי RNA מעתיקים את גדיל ה- RNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן להעביר את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח.
    • (+) רטרו-וירוסים של RNA (איור\(\PageIndex{7}\)). כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי טרנסקריפטאז הפוך (פולימראזות DNA תלויות RNA) מעתיקים את הגנום (+) RNA המייצר גדילי DNA ss (-). אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- DNA (-) כדי לייצר תוצר ביניים dsDNA. אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- DNA (-) כדי לייצר גנום RNA ss (+). כדי לייצר מולקולות mRNA ויראליות, אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן לתרגם את ה- mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזומים של התא המארח. רטרו-וירוסים, כגון HIV-1, HIV-2 ו- HTLV-1 הם דוגמאות.
    retro.jpg
    איור\(\PageIndex{7}\): שכפול של גנום ויראלי חד-גדילי פלוס RNA וייצור mRNA ויראלי באמצעות טרנסקריפטאז הפוך. כדי לשכפל את הגנום הנגיפי, אנזימי טרנסקריפטאז הפוך (פולימראזות DNA תלויות RNA) מעתיקים את הגנום (+) RNA המייצר גדילי DNA ss (-). אנזימי DNA פולימראז תלויי DNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- DNA (-) כדי לייצר תוצר ביניים dsDNA. אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA לאחר מכן מעתיקים את גדילי ה- DNA (-) כדי לייצר גנום RNA ss (+). לייצר מולקולות mRNA ויראליות. אנזימי RNA פולימראז תלויי DNA מעתיקים את גדיל ה- DNA (-) ל- (+) mRNA ויראלי. לאחר מכן ניתן להעביר את ה-mRNA הנגיפי (+) לחלבונים ויראליים על ידי ריבוזו של התא המארח
    תרגיל: שאלות חשיבה-זוג-שתף

    אנזים ויראלי המסנתז עותק RNA משלים של RNA ייקרא מה?

    הטבלה \(\PageIndex{1}\) שלהלן מתארת כמה מהנגיפים החשובים מבחינה רפואית.

    טבלה\(\PageIndex{1}\): סיווג וירוסים
    מאפיינים משפחה ויראלית גודל דוגמא
    DNA חד-גדילי; עירום; קפסיד רב-הדרלי פרובובירידה 18-25 ננומטר parvoviruses (רוזולה, מוות בעובר, גסטרואנטריטיס; חלקם תלויים בזיהום משותף עם אדנוווירוסים)
    דו-גדילי, DNA; עירום; קפסיד פוליהדרלי פפבובירידה; dsDNA מעגלי 40-57 ננומטר נגיפי פפילומה אנושיים (HPV; יבלות שפירות ויבלות באברי המין; סרטן איברי המין והרקטום)
    אדנובירידה; dsDNA 70-90 ננומטר אדנווירוסים (זיהומים בדרכי הנשימה, גסטרואנטריטיס, דלקת פרקים זיהומית, פריחות, דלקת קרום המוח)
    דנ"א דו-גדילי, מעגלי; עטופה; מורכב פוקסווירידה 200-350 ננומטר נגיף אבעבועות שחורות (אבעבועות שחורות), נגיף חיסונים (אבעבועות פרה), נגיף רכיכות (נגעי עור דמויי יבלות מולוסקום קונטגיאוסום)
    DNA דו-גדילי; עָטוּף; קפסיד רב-הדרלי הרפסווירידה 150-200 ננומטר וירוס הרפס סימפלקס 1 (HSV-1; הרפס אוראלי ביותר; וירוס הרפס סימפלקס 2 (HSV-2; רוב הרפס גניטלי), וירוס הרפס סימפלקס 6 (HSV-6; רוזולה), וירוס varicella-zoster (VZV; אבעבועות רוח ורעפים), וירוס אפשטיין-בר (EBV; מונונוקליוזה זיהומית ולימפומות), ציטומגלווירוס (CMV; מומים מולדים וזיהומים של מגוון רחב של מערכות גוף אצל אנשים מדוכאי חיסון)
    הפדנאווירידה 42 ננומטר וירוס הפטיטיס B (HBV; הפטיטיס B וסרטן הכבד)
    (+) RNA חד גדילי; עירום; קפסיד פוליהדרלי פיקורנווירידה 28-30 ננומטר אנטרו-וירוסים (פוליו-מיאליטיס), קרנפים (הגורם השכיח ביותר להצטננות), נורובירוסים (גסטרואנטריטיס), אקו-וירוסים (דלקת קרום המוח), נגיף הפטיטיס A (HAV; הפטיטיס A)
    (+) RNA חד-גדילי; עטוף; בדרך כלל קפסיד רב-הדרלי טוגבירידה 60-70 ננומטר ארבובירוסים (דלקת המוח המזרחית של סוסים, דלקת המוח המערבית), נגיף אדמת (חצבת גרמנית)
    פלביווירידה 40-50 ננומטר flaviviruses (קדחת צהובה, קדחת דנגה, דלקת המוח סנט לואיס), וירוס הפטיטיס C (HCV; הפטיטיס C)
    קורונבירידה 80-160 ננומטר קורונווירוסים (זיהומים בדרכי הנשימה העליונות והצטננות; סארס)
    (-) RNA חד גדילי; עטוף; פלומורפי רבדובירידה; בצורת כדור 70-189 ננומטר וירוס כלבת (כלבת)
    פילובירידה; ארוך וחוטי 80-14,000 ננומטר נגיף אבולה, נגיף מרבורג (חום דימומי)
    פרמיקסובירידה; פלומורפי 150-300 ננומטר פרמיקסובירוסים (פאראינפלואנזה, חזרת); נגיף חצבת (חצבת)
    (-) גדיל; גדילים מרובים של RNA; עטוף אורתומיקסובירידים 80-200 ננומטר נגיפי שפעת A, B ו- C (שפעת)
    בוניאבירידה 90-120 ננומטר נגיף דלקת המוח בקליפורניה (דלקת המוח); hantaviruses (תסמונת ריאות Hantavirus, קדחת דימומית קוריאנית)
    ארנבירידה 50-300 ננומטר ארנו-וירוסים (דלקת כוריאומנינגיטיס לימפוציטית, חום דימומי)
    לייצר DNA מ (+) RNA חד גדילי באמצעות טרנסקריפטאז הפוך; עָטוּף; קפסיד בצורת כדור או פוליהדרלי רטרווירידים 100-120 ננומטר HIV-1 ו- HIV-2 (זיהום HIV/איידס); HTLV-1 ו- HTLV-2 (לוקמיה של תאי T)
    dsRNA; עירום; קפסיד רב-הדרלי ראובירידה 60-80 ננומטר reoviruses (זיהומים בדרכי הנשימה קלות, גסטרואנטריטיס תינוקות); נגיף קדחת הקרציות בקולורדו (קדחת קרציות בקולורדו)

    סיכום

    1. וירוסים יכולים לאחסן את המידע הגנטי שלהם בשישה סוגים שונים של חומצת גרעין אשר נקראים על סמך האופן שבו חומצת הגרעין הזו מתעתקת בסופו של דבר ל-mRNA הנגיפי.
    2. (+) ו- (-) גדילים של חומצת גרעין משלימים. העתקת מעמד (+) נותנת גדיל (-); העתקת מעמד (-) נותנת גדיל (+).
    3. ניתן לתרגם רק (+) גדילים של RNA ויראלי לחלבון ויראלי.
    4. לגבי האנזימים המעורבים בשכפול חומצות גרעין, החלק ה"תלוי "של השם מתייחס לאיזה סוג של חומצת גרעין מועתק. החלק "פולימראז" של השם מתייחס לאיזה סוג של חומצת גרעין מסונתז.

    שאלות

    ללמוד את החומר בסעיף זה ולאחר מכן לכתוב את התשובות לשאלות אלה. לא רק ללחוץ על התשובות ולכתוב אותם. זה לא יבחן את הבנתך במדריך זה.

    1. ציין אילו קריטריונים משמשים בסיווג ויראלי. (נס)
    2. מה יעשה אנזים RNA פולימראז תלוי DNA? (נס)