معلومة

10.4: تصنيف الفيروسات - علم الأحياء

10.4: تصنيف الفيروسات - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  1. اذكر المعايير المستخدمة في التصنيف الفيروسي.
  2. فيما يتعلق بتسمية الإنزيمات المشاركة في تكرار الحمض النووي الفيروسي ، حدد ما يشير إليه الجزء "التابع" من الاسم وما يشير إليه جزء "البوليميراز" من الاسم.

يمكن للفيروسات تخزين معلوماتها الوراثية في ستة أنواع مختلفة من الحمض النووي والتي تمت تسميتها بناءً على كيفية نسخ هذا الحمض النووي في النهاية إلى mRNA الفيروسي (الشكل ( PageIndex {1} )) القادر على الارتباط بريبوزومات الخلية المضيفة وكونها تترجم إلى بروتينات فيروسية.

في المخططات أدناه ، تمثل (+) و (-) خيوطًا مكملة للحمض النووي. نسخ (+) حبلا عن طريق الاقتران الأساسي التكميلي يشكل حبلا (-). فقط (+) ضفيرة مرنا الفيروسية يمكن ترجمتها إلى بروتين فيروسي. فيما يتعلق بالإنزيمات المشاركة في تكاثر الحمض النووي ، يشير الجزء "التابع" من الاسم إلى نوع الحمض النووي الذي يتم نسخه. يشير جزء "البوليميراز" من الاسم إلى نوع الحمض النووي الذي يتم تصنيعه ، على سبيل المثال ، يقوم RNA-polymerase المعتمد على الحمض النووي بتركيب خيط من RNA مكمل لشريط من DNA. هذه الأشكال الستة للحمض النووي الفيروسي هي:

  • (+/-) DNA مزدوج الشريطة (شكل ( فهرس الصفحة {2} )). لتكرار الجينوم الفيروسي ، تنسخ إنزيمات بوليميريز الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي كلاً من (+) و (-) خيوط الحمض النووي التي تنتج جينومات dsDNA الفيروسية. لإنتاج جزيئات mRNA الفيروسية ، تنسخ إنزيمات بوليميراز RNA المعتمدة على الحمض النووي (-) حبلا DNA إلى (+) مرنا الفيروسي. يمكن بعد ذلك ترجمة مرنا الفيروسي (+) إلى بروتينات فيروسية بواسطة ريبوسومات الخلية المضيفة. تشمل الأمثلة معظم العاثيات ، والفيروسات البابوية ، والفيروسات الغدية ، وفيروسات الهربس.
  • (+) DNA وحيد الخيط (الشكل ( PageIndex {2} )). لتكرار الجينوم الفيروسي ، تنسخ إنزيمات بوليميراز الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي (+) خيط الحمض النووي للجينوم الذي ينتج وسيط dsDNA. تقوم إنزيمات بوليميريز الحمض النووي المعتمدة على الحمض النووي بعد ذلك بنسخ (-) حبلا DNA إلى جينومات الحمض النووي (+) ss. ومن الأمثلة على ذلك Phage M13 و Parvoviruses.
  • (+/-) الحمض النووي الريبي مزدوج الشريطة (الشكل ( فهرس الصفحة {4} )). لتكرار الجينوم الفيروسي ، تنسخ إنزيمات بوليميراز RNA المعتمدة على الحمض النووي الريبي كلا من خيوط RNA (+) و (-) RNA من الجينوم الذي ينتج جينومات dsRNA. لإنتاج جزيئات mRNA الفيروسية ، تنسخ إنزيمات بوليميراز RNA المعتمدة على الحمض النووي الريبي (-) حبلا RNA إلى (+) مرنا الفيروسي. Reoviruses مثال.
  • (-) RNA (الشكل ( PageIndex {5} )). لتكرار الجينوم الفيروسي ، تنسخ إنزيمات بوليميراز RNA المعتمدة على الحمض النووي الريبي (-) جينوم الحمض النووي الريبي الذي ينتج ss (+) RNA. تقوم إنزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمدة على الحمض النووي الريبي بعد ذلك بنسخ (+) خيوط الحمض النووي الريبي التي تنتج جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي (-). تعمل خيوط (+) mRNA أيضًا كرنا فيروسي ويمكن بعد ذلك ترجمتها إلى بروتينات فيروسية بواسطة ريبوسومات الخلية المضيفة. تشمل الأمثلة فيروسات الأورام المخاطانية ، الفيروسات المخاطانية ، فيروسات الرهاب.
  • (+) الحمض النووي الريبي (الشكل ( PageIndex {6} )). لتكرار الجينوم الفيروسي ، تنسخ إنزيمات بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمدة على الحمض النووي الريبي (+) جينوم الحمض النووي الريبي الذي ينتج الحمض النووي الريبي ss (-). تقوم إنزيمات بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمدة على الحمض النووي الريبي بعد ذلك بنسخ خيوط الحمض النووي الريبي (-) التي تنتج جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي (+). لإنتاج جزيئات الرنا المرسال الفيروسية. تنسخ إنزيمات بوليميراز RNA المعتمدة على الحمض النووي الريبي (-) حبلا RNA إلى (+) مرنا الفيروسي. تشمل الأمثلة فيروسات بيكورنا ، وفيروسات توغا ، وفيروسات كورونا.
  • (+) RNA Retroviruses (الشكل ( PageIndex {7} )). لتكرار الجينوم الفيروسي ، تنسخ إنزيمات النسخ العكسي (بوليميراز الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي الريبي) خيوط الحمض النووي (+) المنتجة للحمض النووي الريبي (-). تقوم إنزيمات بوليميراز DNA المعتمدة على الحمض النووي بعد ذلك بنسخ (-) خيوط الحمض النووي لإنتاج dsDNA وسيط. تقوم إنزيمات بوليميريز الحمض النووي الريبي المعتمدة على الحمض النووي بنسخ (-) خيوط الحمض النووي لإنتاج جينومات الحمض النووي الريبي (+). من الأمثلة على الفيروسات القهقرية ، مثل HIV-1 و HIV-2 و HTLV-1.

تمرين: أسئلة فكر - ثنائي - شارك

يمكن أن يسمى الإنزيم الفيروسي الذي يصنع نسخة تكميلية من الحمض النووي الريبي من الحمض النووي الريبي ماذا؟

يصف الجدول ( PageIndex {1} ) أدناه بعض الفيروسات المهمة طبياً.

الجدول ( PageIndex {1} ): تصنيف الفيروسات
الخصائصالأسرة الفيروسيةمقاسمثال
DNA أحادي الجديلة عار قفيصة متعددة السطوحبارفوفيريدي18-25 نانومترالفيروسات الصغيرة (الوردية ، موت الجنين ، التهاب المعدة والأمعاء ؛ بعضها يعتمد على العدوى بالفيروسات الغدية)
مزدوج السلسلة ، DNA. عار قفيصة متعددة السطوحPapovaviridae. دسدنا دائري40-57 نانومترفيروسات الورم الحليمي البشري (فيروس الورم الحليمي البشري ؛ الثآليل الحميدة والثآليل التناسلية ؛ سرطانات الأعضاء التناسلية والمستقيم)
Adenoviridae. dsDNA70-90 نانومترالفيروسات الغدية (التهابات الجهاز التنفسي ، التهاب المعدة والأمعاء ، عدوى الوردي العين ، الطفح الجلدي ، التهاب السحايا والدماغ)
DNA دائري مزدوج الشريطة ؛ يلف. مركبالجدري200-350 نانومترفيروس الجدري (الجدري) ، فيروس اللقاح (جدري البقر) ، فيروس المليساء (الآفات الجلدية الشبيهة بالثؤلول المليساء)
DNA مزدوج تقطعت بهم السبل يلف. قفيصة متعددة السطوحالهربس150-200 نانومترفيروس الهربس البسيط 1 (HSV-1 ؛ معظم الهربس الفموي ؛ فيروس الهربس البسيط 2 (HSV-2 ؛ معظم الهربس التناسلي) ، فيروس الهربس البسيط 6 (HSV-6 ؛ الوردية) ، فيروس الحماق النطاقي (VZV ؛ جدري الماء والقوباء المنطقية) ، فيروس إبشتاين بار (EBV ؛ عدد كريات الدم البيضاء المعدية والأورام اللمفاوية) ، الفيروس المضخم للخلايا (CMV ؛ العيوب الخلقية والتهابات في مجموعة متنوعة من أجهزة الجسم لدى الأفراد الذين يعانون من كبت المناعة)
Hepadnaviridae42 نانومترفيروس التهاب الكبد B (HBV ؛ التهاب الكبد B وسرطان الكبد)
(+) الحمض النووي الريبي أحادي الخيط ؛ عار قفيصة متعددة السطوحpicornaviridae28-30 نانومترالفيروسات المعوية (شلل الأطفال) ، فيروسات الأنف (السبب الأكثر شيوعًا لنزلات البرد) ، نوروفيروس (التهاب المعدة والأمعاء) ، فيروسات الصدى (التهاب السحايا) ، فيروس التهاب الكبد A (HAV ؛ التهاب الكبد A)
(+) الحمض النووي الريبي أحادي الخيط ؛ يلف. عادة قفيصة متعددة السطوحتوجافيريدي60-70 نانومترالفيروسات المنقولة بالمفصليات (التهاب الدماغ الشرقي للخيل ، التهاب الدماغ الخيلي الغربي) ، فيروس الحصبة الألمانية (الحصبة الألمانية)
فلافيفيريدي40-50 نانومترالفيروسات المصفرة (الحمى الصفراء ، حمى الضنك ، التهاب الدماغ بسانت لويس) ، فيروس التهاب الكبد الوبائي سي (HCV ، التهاب الكبد C)
Coronaviridae80-160 نانومترفيروسات كورونا (التهابات الجهاز التنفسي العلوي ونزلات البرد ؛ السارس)
(-) الحمض النووي الريبي أحادي الجديلة ؛ يلف. متعدد الأشكالRhabdoviridae. رصاصة70-189 نانومترفيروس داء الكلب (داء الكلب)
الخيطيات. طويلة وخيطية80-14000 نانومترفيروس إيبولا ، فيروس ماربورغ (الحمى النزفية)
الفيروسات المخاطية؛ متعدد الأشكال150-300 نانومترالفيروسات المخاطانية (نظير الانفلونزا ، النكاف) ؛ فيروس الحصبة (الحصبة)
(-) ساحل؛ خيوط متعددة من الحمض النووي الريبي ؛ مغلفOrthomyxoviridae80-200 نانومترفيروسات الأنفلونزا A و B و C (الأنفلونزا)
بونيافيريدي90-120 نانومترفيروس التهاب الدماغ في كاليفورنيا (التهاب الدماغ) ؛ فيروسات هانتا (متلازمة فيروس هانتا الرئوية ، الحمى النزفية الكورية)
Arenaviridae50-300 نانومترفيروسات أرينا (التهاب السحايا المشيمية اللمفاوية ، الحمى النزفية)
إنتاج الحمض النووي من (+) الحمض النووي الريبي أحادي السلسلة باستخدام النسخ العكسي ؛ يلف. على شكل رصاصة أو قفيصة متعددة السطوحRetroviridae100-120 نانومترHIV-1 و HIV-2 (الإصابة بفيروس نقص المناعة البشرية / الإيدز) ؛ HTLV-1 و HTLV-2 (ابيضاض الدم بالخلايا التائية)
دسرنا. عار قفيصة متعددة السطوحReoviridae60-80 نانومترفيروسات reovirus (التهابات الجهاز التنفسي الخفيفة ، التهاب المعدة والأمعاء عند الرضع) ؛ فيروس حمى قراد كولورادو (حمى قراد كولورادو)

ملخص

  1. يمكن للفيروسات تخزين معلوماتها الجينية في ستة أنواع مختلفة من الحمض النووي والتي سميت بناءً على كيفية نسخ هذا الحمض النووي في النهاية إلى الحمض النووي الريبي الفيروسي.
  2. (+) و (-) خيوط من الحمض النووي مكملتان. يعطي نسخ حامل (+) حبلا (-) ؛ يعطي نسخ حامل (-) حبلا (+).
  3. فقط (+) خيوط من الحمض النووي الريبي الفيروسي يمكن ترجمتها إلى بروتين فيروسي.
  4. فيما يتعلق بالإنزيمات المشاركة في تكاثر الحمض النووي ، يشير الجزء "التابع" من الاسم إلى نوع الحمض النووي الذي يتم نسخه. يشير جزء "البوليميراز" من الاسم إلى نوع الحمض النووي الذي يتم تصنيعه.

أسئلة

ادرس المادة في هذا القسم ثم اكتب الإجابات على هذه الأسئلة. لا تضغط فقط على الإجابات وتكتبها. هذا لن يختبر فهمك لهذا البرنامج التعليمي.

  1. اذكر المعايير المستخدمة في التصنيف الفيروسي. (الجواب)
  2. ما الذي يمكن أن يفعله إنزيم RNA-polymerase المعتمد على الحمض النووي؟ (الجواب)

هيكل الفيروس | التعريف | التصنيف & # 038 الخصائص

الكلمة فايروس تأتي من الكلمة اللاتينية تعني & # 8221 Slimy Liquid & # 8221 أو & # 8221 Poison & # 8221. الفيروسات هي في الأساس عوامل مسببة للعدوى صغيرة الحجم. التي تتكاثر فقط في الخلايا الحية للنباتات أو الحيوانات أو البكتيريا أيضًا. هيكل الفيروس موصوف أدناه:


21.1 التطور الفيروسي والتشكيل والتصنيف

في هذا القسم سوف تستكشف الأسئلة التالية:

  • كيف تم اكتشاف الفيروسات لأول مرة وكيف تم اكتشافها؟
  • ما الفرضيات الثلاث التي تصف تطور الفيروسات؟
  • ما هي البنية الأساسية للفيروس؟
  • كيف يتم تصنيف الفيروسات؟

اتصال لدورات AP ®

كانت الكائنات الحية الأولى التي نشأت منذ حوالي 3.5 مليار سنة بدائيات النوى التي تمتلك الهياكل وعمليات التمثيل الغذائي المرتبطة بالخلايا (راجع فصل بنية الخلية). كما تمت مناقشته في الفصل الخاص ببنية الخلية ، فإن الخلايا بدائية النواة أصغر بكثير من الخلايا حقيقية النواة وتعيش في كل بوصة مربعة تقريبًا من كوكبنا ، من أكثر البيئات قسوة إلى سطح الجلد. الفيروسات أصغر بكثير من بدائيات النوى وأبسط بكثير في التركيب. يجب أن تتكاثر داخل خلية مضيفة. لا يزال أصلهم لغزا بالنسبة لنا ، لكننا نعلم أنهم يمكن أن يجعلونا مرضى للغاية.

للفيروسات بنية أساسية: جوهر DNA أو RNA محاط بقفيصة خارجية من البروتينات. تحتوي بعض الفيروسات على غلاف فوسفوليبيد خارجي. كما سنستكشف بمزيد من التفصيل ، تستخدم العديد من الفيروسات نوعًا من البروتين السكري لربطها بالخلايا المضيفة. تصيب الفيروسات جميع أنواع الخلايا المعروفة وتستخدم بروتينات النسخ المتماثل للخلية المضيفة وآليات التمثيل الغذائي للتكاثر. يعد تصنيف الفيروسات أمرًا صعبًا ، ولكن إحدى الطرق تصنفها بناءً على كيفية إنتاجها للـ mRNA. تستخدم الفيروسات القهقرية (وتسمى أيضًا فيروسات RNA) إنزيم النسخ العكسي للإنزيم لنسخ الحمض النووي من الحمض النووي الريبي. (علمنا في فصل الجينات والبروتينات أن التدفق المعتاد للمعلومات الجينية يكون من الحمض النووي إلى الحمض النووي الريبي إلى البروتين.) تشمل الفيروسات الشائعة العاثية T4 والفيروس الغدي وفيروس نقص المناعة البشرية الارتجاعي.

المعلومات المقدمة والأمثلة الموضحة في القسم تدعم المفاهيم الموضحة في الفكرة الكبيرة 3 من إطار منهج علم الأحياء AP ®. توفر أهداف التعلم AP ® المدرجة في إطار المناهج الدراسية أساسًا شفافًا لدورة AP ® Biology ، وتجربة معملية قائمة على الاستفسار ، وأنشطة تعليمية ، وأسئلة اختبار AP ®. يدمج هدف التعلم المحتوى المطلوب مع واحد أو أكثر من الممارسات العلمية السبعة.

فكرة كبيرة 3 تقوم الأنظمة الحية بتخزين المعلومات الأساسية لعمليات الحياة واستردادها ونقلها والاستجابة لها.
التفاهم الدائم 3 توفر المعلومات القابلة للتوريث استمرارية الحياة.
المعرفة الأساسية 3-أ 1 الحمض النووي ، وفي بعض الحالات ، هو المصدر الأساسي للمعلومات القابلة للتوريث.
ممارسة العلوم 6.5 يمكن للطالب تقييم التفسيرات العلمية البديلة.
هدف التعلم 3.1 الطالب قادر على بناء تفسيرات علمية تستخدم هياكل وآليات DNA و RNA لدعم الادعاء بأن DNA ، وفي بعض الحالات ، أن RNA هي المصادر الأساسية للمعلومات القابلة للتوريث.

تحتوي أسئلة تحدي ممارسة العلوم على أسئلة اختبار إضافية لهذا القسم والتي ستساعدك على التحضير لامتحان AP. تتناول هذه الأسئلة المعايير التالية:
[APLO 2.20] [APLO 3.3] [APLO 3.29] [APLO 3.30] [APLO 2.22] [APLO 2.26] [APLO 1.31] [APLO 1.27] [APLO 1.30]

الاكتشاف والكشف

تم اكتشاف الفيروسات لأول مرة بعد تطوير مرشح خزفي يسمى مرشح Chamberland-Pasteur ، والذي يمكنه إزالة جميع البكتيريا المرئية في المجهر من أي عينة سائلة. في عام 1886 ، أظهر أدولف ماير أن مرض نبات التبغ ، مرض فسيفساء التبغ ، يمكن أن ينتقل من نبات مريض إلى نبات صحي عن طريق المستخلصات النباتية السائلة. في عام 1892 ، أظهر ديمتري إيفانوفسكي أن هذا المرض يمكن أن ينتقل بهذه الطريقة حتى بعد أن أزال مرشح شامبرلاند-باستير جميع البكتيريا القابلة للحياة من المستخلص. ومع ذلك ، فقد مرت سنوات عديدة قبل أن يثبت أن هذه العوامل المعدية "القابلة للترشيح" لم تكن مجرد بكتيريا صغيرة جدًا ولكنها كانت نوعًا جديدًا من الجسيمات الصغيرة جدًا المسببة للأمراض.

فيريونس، جزيئات الفيروس الفردية صغيرة جدًا ، قطرها حوالي 20-250 نانومتر. هذه الجسيمات الفيروسية الفردية هي الشكل المعدي للفيروس خارج الخلية المضيفة. على عكس البكتيريا (التي تكون أكبر بحوالي 100 مرة) ، لا يمكننا رؤية الفيروسات بالمجهر الضوئي ، باستثناء بعض الفيروسات الكبيرة من عائلة فيروس الجدري. لم يكن حتى تطوير المجهر الإلكتروني في أواخر الثلاثينيات من القرن الماضي عندما حصل العلماء على أول نظرة جيدة لهيكل فيروس موزاييك التبغ (TMV) (الشكل 21.1) والفيروسات الأخرى (الشكل 21.2). يمكن ملاحظة البنية السطحية للفيريونات عن طريق كل من الفحص المجهري الإلكتروني والمسح الضوئي ، بينما لا يمكن ملاحظة الهياكل الداخلية للفيروس إلا في الصور من المجهر الإلكتروني النافذ. سمح استخدام هذه التقنيات باكتشاف العديد من الفيروسات لجميع أنواع الكائنات الحية. تم تجميعهم في البداية من خلال التشكل المشترك. في وقت لاحق ، تم تصنيف مجموعات الفيروسات حسب نوع الحمض النووي الذي تحتوي عليه ، DNA أو RNA ، وما إذا كان حمضها النووي أحادي أو مزدوج السلسلة. في الآونة الأخيرة ، أدى التحليل الجزيئي لدورات التكاثر الفيروسي إلى تحسين تصنيفها.

تطور الفيروسات

على الرغم من أن علماء الأحياء قد جمعوا قدرًا كبيرًا من المعرفة حول كيفية تطور فيروسات اليوم ، إلا أنه لا يُعرف كثيرًا عن كيفية نشأة الفيروسات في المقام الأول. عند استكشاف التاريخ التطوري لمعظم الكائنات الحية ، يمكن للعلماء الاطلاع على سجلات الحفريات والأدلة التاريخية المماثلة. ومع ذلك ، لا تتحجر الفيروسات ، لذلك يجب على الباحثين التخمين من خلال التحقيق في كيفية تطور فيروسات اليوم وباستخدام المعلومات البيوكيميائية والجينية لإنشاء سجلات مضاربة للفيروسات.

بينما تتفق معظم النتائج على أن الفيروسات ليس لها سلف واحد مشترك ، إلا أن العلماء لم يجدوا بعد فرضية واحدة حول أصول الفيروسات مقبولة تمامًا في هذا المجال. تقترح إحدى هذه الفرضيات ، التي تسمى انتقال السلطة أو الفرضية الانحدارية ، تفسير أصل الفيروسات من خلال اقتراح أن الفيروسات تطورت من الخلايا الحية الحرة. ومع ذلك ، فإن العديد من مكونات كيفية حدوث هذه العملية لا تزال غامضة. تفسر الفرضية الثانية (تسمى الهروب أو الفرضية التقدمية) الفيروسات التي تحتوي إما على جينوم الحمض النووي الريبي أو الحمض النووي الريبي ، وتشير إلى أن الفيروسات نشأت من جزيئات الحمض النووي الريبي والحمض النووي التي هربت من الخلية المضيفة. تفرض الفرضية الثالثة نظامًا للتكاثر الذاتي مشابهًا لنظام الجزيئات الأخرى ذاتية التكرار ، ومن المحتمل أن يتطور جنبًا إلى جنب مع الخلايا التي يعتمدون عليها كدراسات مضيفة لبعض مسببات الأمراض النباتية تدعم هذه الفرضية.

مع تقدم التكنولوجيا ، يمكن للعلماء تطوير وتنقيح المزيد من الفرضيات لشرح أصل الفيروسات. يحاول المجال الناشئ المسمى النظام الجزيئي للفيروسات القيام بذلك من خلال مقارنات المواد الجينية المتسلسلة. يأمل هؤلاء الباحثون يومًا ما أن يفهموا بشكل أفضل أصل الفيروسات ، وهو اكتشاف يمكن أن يؤدي إلى تقدم في علاجات الأمراض التي تنتجها.

مورفولوجيا الفيروس

الفيروسات لا خلوية ، مما يعني أنها كيانات بيولوجية ليس لها بنية خلوية. لذلك فهي تفتقر إلى معظم مكونات الخلايا ، مثل العضيات والريبوزومات وغشاء البلازما. يتكون الفيريون من لب حمض نووي ، أو طلاء خارجي من البروتين قفيصة، وأحيانًا خارجي مغلف مصنوعة من أغشية البروتين والفوسفوليبيد المشتقة من الخلية المضيفة. قد تحتوي الفيروسات أيضًا على بروتينات إضافية ، مثل الإنزيمات. الفرق الأكثر وضوحًا بين أفراد العائلات الفيروسية هو مورفولوجيتها المتنوعة تمامًا. من السمات المثيرة للاهتمام للتعقيد الفيروسي أن تعقيد المضيف لا يرتبط بتعقيد الفيروس. لوحظت بعض هياكل الفيروسات الأكثر تعقيدًا في العاثيات ، الفيروسات التي تصيب أبسط الكائنات الحية ، البكتيريا.

علم التشكل المورفولوجيا

تأتي الفيروسات بأشكال وأحجام عديدة ، لكنها متسقة ومميزة لكل عائلة فيروسية. تحتوي جميع الفيروسات على جينوم حمض نووي مغطى بطبقة واقية من البروتينات تسمى القفيصة. يتكون الكابسيد من وحدات بروتينية فرعية تسمى القسيمات. بعض الكبسولات الفيروسية عبارة عن "كرات" بسيطة متعددة السطوح ، في حين أن البعض الآخر معقد للغاية في التركيب.

بشكل عام ، تصنف أشكال الفيروسات إلى أربع مجموعات: خيطية ، متساوية القياس (أو عشرونية الوجوه) ، مغلفة ، ورأس وذيل. الفيروسات الخيطية طويلة وأسطوانية. العديد من فيروسات النبات خيطية ، بما في ذلك TMV. تحتوي فيروسات متساوية القياس على أشكال كروية تقريبًا ، مثل فيروس شلل الأطفال أو فيروسات الهربس. تحتوي الفيروسات المغلفة على أغشية تحيط بقفيصة. غالبًا ما يتم تغليف فيروسات الحيوانات ، مثل فيروس نقص المناعة البشرية. تصيب فيروسات الرأس والذيل البكتيريا ولها رأس مشابه للفيروسات عشريونية الوجوه وشكل الذيل مثل الفيروسات الخيطية.

تستخدم العديد من الفيروسات نوعًا من البروتين السكري لتلتصق بخلاياها المضيفة عبر جزيئات على الخلية تسمى المستقبلات الفيروسية (الشكل 21.3). بالنسبة لهذه الفيروسات ، يعد التعلق شرطًا لاختراق غشاء الخلية لاحقًا ، حتى يتمكنوا من إكمال تكاثرهم داخل الخلية. المستقبلات التي تستخدمها الفيروسات هي جزيئات توجد عادة على أسطح الخلايا ولها وظائف فسيولوجية خاصة بها. تطورت الفيروسات ببساطة لتستفيد من هذه الجزيئات لتكاثرها. على سبيل المثال ، يستخدم فيروس نقص المناعة البشرية جزيء CD4 على الخلايا اللمفاوية التائية كأحد مستقبلاته. CD4 هو نوع من الجزيئات يسمى جزيء التصاق الخلية ، والذي يعمل على إبقاء أنواع مختلفة من الخلايا المناعية على مقربة من بعضها البعض أثناء توليد الاستجابة المناعية للخلايا اللمفاوية التائية.

من بين أكثر الفيروسات المعروفة تعقيدًا ، عاثية T4 ، التي تصيب الإشريكية القولونية البكتيريا ، لها هيكل ذيل يستخدمه الفيروس لربط الخلايا المضيفة وهيكل الرأس الذي يضم الحمض النووي الخاص به.

يستخدم Adenovirus ، وهو فيروس حيواني غير مغلف يسبب أمراض الجهاز التنفسي لدى البشر ، طفرات بروتين سكري بارزة من قسيمات قسيميته ليرتبط بالخلايا المضيفة. تشمل الفيروسات غير المغلفة أيضًا تلك التي تسبب شلل الأطفال (فيروس شلل الأطفال) والثآليل الأخمصية (فيروس الورم الحليمي) والتهاب الكبد أ (فيروس التهاب الكبد أ).

تتكون الفيروسات المغلفة مثل فيروس نقص المناعة البشرية ، العامل المسبب للإيدز ، من الحمض النووي (RNA في حالة فيروس نقص المناعة البشرية) وبروتينات قفيصة محاطة بغلاف ثنائي الطبقة الفوسفورية والبروتينات المرتبطة به. تُستخدم البروتينات السكرية المضمنة في الغلاف الفيروسي للربط بالخلايا المضيفة. بروتينات الغلاف الأخرى هي بروتينات المصفوفة التي تعمل على استقرار الظرف وغالبًا ما تلعب دورًا في تجميع فيريونات النسل. جدري الماء والأنفلونزا والنكاف هي أمثلة على الأمراض التي تسببها الفيروسات مع المغلفات. بسبب هشاشة الغلاف ، تكون الفيروسات غير المغلفة أكثر مقاومة للتغيرات في درجة الحرارة ودرجة الحموضة وبعض المطهرات من الفيروسات المغلفة.

بشكل عام ، يخبرنا شكل الفيريون ووجود أو عدم وجود مغلف القليل عن المرض الذي قد يسببه الفيروس أو الأنواع التي قد يصيبها ، لكنها لا تزال وسائل مفيدة لبدء التصنيف الفيروسي (الشكل 21.4).

اتصال مرئي

  1. الفيروسات متشابهة جدا في التركيب.
  2. يتكون الكبسولة من وحدات بروتينية صغيرة تسمى قفيصة.
  3. الحمض النووي هو المادة الجينية في جميع الفيروسات.
  4. تساعد البروتينات السكرية الفيروس على الارتباط بالخلية المضيفة.

أنواع الحمض النووي

على عكس جميع الكائنات الحية تقريبًا التي تستخدم الحمض النووي كموادها الوراثية ، قد تستخدم الفيروسات إما DNA أو RNA كموادها. ال جوهر الفيروسيحتوي على الجينوم أو المحتوى الجيني الكلي للفيروس. تميل الجينومات الفيروسية إلى أن تكون صغيرة ، وتحتوي فقط على الجينات التي تشفر البروتينات التي لا يستطيع الفيروس الحصول عليها من الخلية المضيفة. قد تكون هذه المادة الجينية مفردة أو مزدوجة تقطعت بهم السبل. قد يكون أيضًا خطيًا أو دائريًا. بينما تحتوي معظم الفيروسات على حمض نووي واحد ، فإن البعض الآخر يحتوي على جينومات متعددة ، والتي تسمى شرائح.

في فيروسات الحمض النووي ، يوجه الحمض النووي الفيروسي بروتينات النسخ المتماثل للخلية المضيفة لتخليق نسخ جديدة من الجينوم الفيروسي ونسخ هذا الجينوم وترجمته إلى بروتينات فيروسية. تسبب فيروسات الحمض النووي أمراضًا للإنسان مثل جدري الماء والتهاب الكبد بي.

تحتوي فيروسات الحمض النووي الريبي على الحمض النووي الريبي فقط كمادة وراثية. لتكرار جينوماتها في الخلية المضيفة ، تقوم فيروسات الحمض النووي الريبي بتشفير الإنزيمات التي يمكنها نسخ الحمض النووي الريبي إلى الحمض النووي ، وهو ما لا يمكن أن تقوم به الخلية المضيفة. من المرجح أن تقوم إنزيمات بوليميراز RNA هذه بأخطاء نسخ أكثر من بوليميرات الحمض النووي ، وبالتالي غالبًا ما ترتكب أخطاء أثناء النسخ. لهذا السبب ، تحدث الطفرات في فيروسات الحمض النووي الريبي بشكل متكرر أكثر من فيروسات الحمض النووي. هذا يجعلهم يتغيرون ويتكيفون بسرعة أكبر مع مضيفهم. تشمل الأمراض البشرية التي تسببها فيروسات الحمض النووي الريبي التهاب الكبد C والحصبة وداء الكلب.

تصنيف الفيروسات

لفهم الميزات المشتركة بين مجموعات مختلفة من الفيروسات ، من الضروري وجود مخطط تصنيف. نظرًا لأنه لا يُعتقد أن معظم الفيروسات قد تطورت من سلف مشترك ، فإن الأساليب التي يستخدمها العلماء لتصنيف الكائنات الحية ليست مفيدة جدًا. استخدم علماء الأحياء العديد من أنظمة التصنيف في الماضي ، بناءً على مورفولوجيا ووراثة الفيروسات المختلفة. ومع ذلك ، فإن طرق التصنيف السابقة هذه جمعت الفيروسات بشكل مختلف ، بناءً على ميزات الفيروس التي كانوا يستخدمونها لتصنيفها. تُعرف طريقة التصنيف الأكثر شيوعًا حاليًا باسم مخطط تصنيف بالتيمور وهي تعتمد على كيفية إنشاء الرنا المرسال (mRNA) في كل نوع معين من الفيروسات.

أنظمة التصنيف السابقة

يتم تصنيف الفيروسات بعدة طرق: حسب عوامل مثل محتواها الأساسي (الجدول 21.1 والشكل 21.3) ، وهيكل قفيصاتها ، وما إذا كان لديها غلاف خارجي. يتم استخدام نوع المادة الجينية (DNA أو RNA) وهيكلها (مفردة أو مزدوجة الجديلة ، خطية أو دائرية ، مجزأة أو غير مجزأة) لتصنيف الهياكل الأساسية للفيروس.

  • RNA
  • الحمض النووي
  • فيروس داء الكلب ، الفيروسات القهقرية
  • فيروسات الهربس ، فيروس الجدري
  • واحد الذين تقطعت بهم السبل
  • المزدوج تقطعت بهم السبل
  • فيروس داء الكلب ، الفيروسات القهقرية
  • فيروسات الهربس ، فيروس الجدري
  • خطي
  • دائري
  • فيروس داء الكلب ، الفيروسات القهقرية ، فيروسات الهربس ، فيروس الجدري
  • فيروسات الورم الحليمي ، العديد من العاثيات
  • غير مجزأ: يتكون الجينوم من قطعة واحدة من المادة الوراثية
  • مجزأة: الجينوم مقسم إلى أجزاء متعددة
  • فيروسات نظير الانفلونزا
  • فيروسات الانفلونزا

يمكن أيضًا تصنيف الفيروسات حسب تصميم قفيصاتها (الشكل 21.4 والشكل 21.5). تصنف الكبسولات على أنها عارية من الأيكوساهدرا ، وعشرونية الوجوه المغلفة ، وحلزونية مغلفة ، وحلزونية عارية ، ومعقدة (الشكل 21.6 والشكل 21.7). يتم استخدام نوع المادة الجينية (DNA أو RNA) وهيكلها (أحادي أو مزدوج الخيط ، خطي أو دائري ، مقسم أو غير مجزأ) لتصنيف الهياكل الأساسية للفيروس (الجدول 21.2).

تصنيف الفيروسات حسب هيكل القفيصة
تصنيف الكابسيدأمثلة
عشروني الوجوه عارية فيروس التهاب الكبد الوبائي ، فيروسات شلل الأطفال
إيكوساهدرا مغلف فيروس ابشتاين بار ، فيروس الهربس البسيط ، فيروس الحصبة الألمانية ، فيروس الحمى الصفراء ، HIV-1
يلفها حلزوني فيروسات الانفلونزا ، فيروس النكاف ، فيروس الحصبة ، فيروس داء الكلب
حلزونية عارية فيروس موزاييك التبغ
معقد يحتوي على العديد من البروتينات ، يحتوي بعضها على مجموعات من الهياكل العشرونية الوجوه والقفيصة الحلزونية فيروسات الهربس ، فيروس الجدري ، فيروس التهاب الكبد B ، عاثية T4

تصنيف بالتيمور

تم تطوير نظام تصنيف الفيروسات الأكثر استخدامًا بواسطة عالم الأحياء الحائز على جائزة نوبل ديفيد بالتيمور في أوائل السبعينيات. بالإضافة إلى الاختلافات في التشكل والوراثة المذكورة أعلاه ، فإن مخطط تصنيف بالتيمور يجمع الفيروسات وفقًا لكيفية إنتاج الرنا المرسال أثناء الدورة التكاثرية للفيروس.

المجموعة الأولى تحتوي الفيروسات على DNA مزدوج الشريطة (dsDNA) مثل جينومها. يتم إنتاج الرنا المرسال الخاص بهم عن طريق النسخ بنفس طريقة إنتاج الحمض النووي الخلوي. المجموعة الثانية تحتوي الفيروسات على DNA أحادي السلسلة (ssDNA) كجينوم خاص بها. يقومون بتحويل الجينوم أحادي السلسلة إلى dsDNA وسيط قبل أن يحدث النسخ إلى mRNA. المجموعة الثالثة تستخدم الفيروسات الحمض الريبي النووي النقال (dsRNA) كجينوم خاص بها. تنفصل الخيوط ، ويتم استخدام أحدها كقالب لتوليد الرنا المرسال باستخدام بوليميراز الحمض النووي الريبي المعتمد على الحمض النووي الريبي المشفر بواسطة الفيروس. المجموعة الرابعة تحتوي الفيروسات على ssRNA كجينوم لها مع قطبية موجبة. قطبية إيجابية يعني أن الحمض النووي الريبي الجينومي يمكن أن يعمل مباشرة كرنا مرنا. وسيطة من الرنا المزدوج الجديلة تسمى الوسطيات التكرارية، في عملية نسخ الحمض النووي الريبي الجينومي. يتم تشكيل خيوط RNA متعددة كاملة الطول ذات قطبية سالبة (مكملة للحمض النووي الريبي الجينومي الموجب) من هذه المواد الوسيطة ، والتي قد تعمل بعد ذلك كقوالب لإنتاج الحمض النووي الريبي بقطبية موجبة ، بما في ذلك الرنا الجينومي كامل الطول والأقصر. mRNAs الفيروسية. المجموعة الخامسة تحتوي الفيروسات على جينومات ssRNA مع أ قطبية سلبية، مما يعني أن تسلسلها مكمل لـ mRNA. كما هو الحال مع فيروسات المجموعة الرابعة ، تُستخدم المركبات الوسيطة dsRNA لعمل نسخ من الجينوم وإنتاج mRNA. في هذه الحالة ، يمكن تحويل الجينوم السالب الذي تقطعت به السبل مباشرة إلى mRNA. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تصنيع خيوط الحمض النووي الريبي الموجبة كاملة الطول لتكون بمثابة قوالب لإنتاج الجينوم السالب الذي تقطعت به السبل. المجموعة السادسة تحتوي الفيروسات على جينومات ssRNA ثنائية الصبغيات (نسختان) يجب تحويلها باستخدام الإنزيم النسخ العكسي، إلى dsDNA ، يتم نقل dsDNA إلى نواة الخلية المضيفة وإدخالها في جينوم المضيف. بعد ذلك ، يمكن إنتاج mRNA عن طريق نسخ الحمض النووي الفيروسي الذي تم دمجه في جينوم المضيف. المجموعة السابعة تحتوي الفيروسات على جينومات dsDNA جزئية وتصنع وسيطات ssRNA تعمل مثل mRNA ، ولكن يتم تحويلها أيضًا مرة أخرى إلى جينومات dsDNA عن طريق النسخ العكسي ، وهو أمر ضروري لتكرار الجينوم. يتم تلخيص خصائص كل مجموعة في تصنيف بالتيمور في الجدول 21.3 مع أمثلة من كل مجموعة.

تصنيف بالتيمور
مجموعةمميزاتطريقة إنتاج مرنامثال
أنا DNA مزدوج الشريطة يتم نسخ mRNA مباشرة من قالب الحمض النووي الهربس البسيط (فيروس الهربس)
II الحمض النووي أحادي الجديلة يتم تحويل الحمض النووي إلى شكل مزدوج تقطعت به السبل قبل نسخ الحمض النووي الريبي كلاب بارفو (باروفيروس)
ثالثا مزدوج RNA تقطعت بهم السبل يتم نسخ mRNA من جينوم RNA التهاب المعدة والأمعاء عند الأطفال (فيروس الروتا)
رابعا الحمض النووي الريبي واحد الذين تقطعت بهم السبل (+) وظائف الجينوم مثل mRNA نزلات البرد (فيروس بيركورن)
الخامس واحد RNA الذين تقطعت بهم السبل (-) يتم نسخ mRNA من جينوم RNA داء الكلب (الفيروس الرابدي)
السادس فيروسات RNA التي تقطعت بها السبل مع النسخ العكسي النسخ العكسي يجعل الحمض النووي من جينوم الحمض النووي الريبي ثم يتم دمج الحمض النووي في جينوم المضيف يتم نسخ mRNA من الحمض النووي المدمج فيروس نقص المناعة البشرية (HIV)
سابعا فيروسات الحمض النووي المزدوجة التي تقطعت بها السبل مع النسخ العكسي الجينوم الفيروسي عبارة عن حمض نووي مزدوج الشريطة ، ولكن يتم نسخ الحمض النووي الفيروسي من خلال الحمض النووي الريبي الوسيط ، وقد يعمل الحمض النووي الريبي مباشرة كرنا أو كقالب لصنع الرنا المرسال فيروس التهاب الكبد B (فيروس الكبد الوبائي)
  • أنت هنا: & # 160
  • الصفحة الرئيسية
  • مظلة
  • كتب مدرسية
  • بيو 581
  • الفصل 3 الجزيئات البيولوجية الكبيرة
  • 3.2 الكربوهيدرات

يستند هذا النص إلى Openstax Biology لدورات AP ، وكبار المؤلفين المساهمين Julianne Zedalis ، مدرسة Bishop في La Jolla ، كاليفورنيا ، John Eggebrecht ، مؤلفون مساهمون في جامعة كورنيل Yael Avissar ، كلية رود آيلاند ، Jung Choi ، معهد جورجيا للتكنولوجيا ، Jean DeSaix ، University of North Carolina at Chapel Hill، Vladimir Jurukovski، Suffolk County Community College، Connie Rye، East Mississippi Community College، Robert Wise، University of Wisconsin، Oshkosh

هذا العمل مُرخص بموجب ترخيص Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License بدون قيود إضافية


شاهد الفيديو: الصف العاشر الأحياء أنظمة تصنيف الكائنات الحية (أغسطس 2022).