Mikrobiologi (Norsk)

til Tross for sin lille størrelse, noe som forhindret dem fra å bli sett med lys mikroskoper, oppdagelsen av en filterable komponent mindre enn en bakterie som forårsaker tobakk mosaikk sykdom (TMD) dateres tilbake til 1892. På den tiden, Dmitri Ivanovski, en russisk botaniker, oppdaget kilden til TMD ved hjelp av en porselen-filtrering enheten først oppfunnet av Charles Chamberland og Louis Pasteur i Paris, i 1884. Porselen Chamberland filtre har en pore størrelse på 0,1 mikrometer, som er liten nok til å fjerne alle bakterier ≥0.2 µm fra alle væsker gått gjennom enheten., Et utdrag hentet fra TMD-infisert tobakk planter ble gjort for å finne årsaken til sykdommen. I utgangspunktet, kilden av sykdommen ble antatt å være bakteriell. Det var overraskende for alle når Ivanovski, ved hjelp av en Chamberland filter, fant at årsaken til TMD ikke ble fjernet etter å ha passert ekstrakt gjennom porselen filter. Så hvis en bakterie var ikke årsaken til TMD, hva kan være årsaken til sykdommen? Ivanovski konkluderte med at årsaken til TMD må være en svært liten bakterie eller bakteriell spore., Andre forskere, blant annet Martinus Beijerinck, fortsatte å undersøke årsaken til TMD. Det var Beijerinck, i 1899, som til slutt konkluderte med causative agent var ikke en bakterie, men i stedet, muligens et kjemisk stoff, som en biologisk giften vi vil beskrive i dag som et toksin. Som et resultat, ordet virus, Latin for gift, ble brukt for å beskrive årsaken til TMD et par år etter Ivanovski er første funn., Selv om han ikke var i stand til å se viruset som forårsaket TMD, og var ikke klar over årsaken var ikke en bakterie, Ivanovski er kreditert som den opprinnelige oppdageren av virus og grunnlegger av feltet for virologi.

i Dag, kan vi se virus ved hjelp av elektron mikroskop (Figur 1), og vi vet mye mer om dem. Virus er tydelige biologiske enheter, men deres evolusjonære opphavet er fortsatt uviss. I form av taksonomi, de er ikke inkludert i the tree of life fordi de er acellular (ikke som består av celler)., For å overleve og reprodusere, virus skal infisere en mobil-vert, noe som gjør dem forplikte intracellulære parasitter. Den genom av et virus kommer inn i en verts-cellen og styrer produksjonen av den virale komponenter, proteiner og nukleinsyrer, er nødvendig for å danne nye virus partikler kalt virions. Nye virions er laget i verts-cellen ved montering av virale komponenter. Den nye virions transport viral genomet til en annen host celle å gjennomføre en ny runde av infeksjon. Tabell 1 oppsummerer egenskapene av virus.

Tabell 1., Egenskaper av Virus

Smittsomme, acellular patogener

Forplikte intracellulære parasitter med host og celle-type spesifisitet

DNA-eller RNA-genom (ikke begge)

Genom er omgitt av et protein capsid og, i noen tilfeller, et fosfolipid membran besatt med viral glycoproteins

Mangler gener for mange produkter som trengs for vellykket reproduksjon, krever utnyttelse av verts-cellen genomet til å reprodusere

– Verter og Viral Overføring

Virus kan infisere alle typer vert celle, inkludert de av planter, dyr, sopp, protists, bakterier og archaea. De fleste virus vil bare være i stand til å infisere celler av en eller noen få arter av organismen. Dette kalles vert utvalg. Imidlertid, ha et bredt vert serien er ikke vanlig og virus vil vanligvis bare infisere spesifikke verter, og bare bestemte celletyper i disse vertene. Virus som infiserer bakterier kalles bakteriofager, eller bare fager. Ordet phage kommer fra det greske ordet for sluke., Andre virus er bare identifisert ved sin vert gruppe, for eksempel et dyr eller en plante virus. Når en celle er infisert, effektene av viruset kan variere avhengig av virus. Virus kan forårsake unormal vekst av celler eller celledød, endrer cellens genom, eller føre til lite merkbar effekt i cellen.

Virus kan bli overført gjennom direkte kontakt, indirekte kontakt med fomites, eller gjennom en vektor: et dyr som overfører en patogen fra en vert til en annen., Leddyr som f.eks. mygg, flått, og flyr, er typiske vektorer for viral sykdommer, og de kan fungere som mekaniske vektorer eller biologiske vektorer. Mekaniske overføringen skjer når den leddyr bærer en viral patogen på utsiden av kroppen, og overfører det til en ny vert fysisk kontakt. Biologiske overføringen skjer når den leddyr bærer viral patogen inne i kroppen sin, og overfører det til den nye verten gjennom bite.

I mennesker, et bredt utvalg av virus er i stand til å forårsake ulike infeksjoner og sykdommer., Noen av de dødeligste nye patogener hos mennesker er virus, men vi har likevel noen behandlinger eller medikamenter for å håndtere viral infeksjoner, noe som gjør dem vanskelig å utrydde.

Virus som kan overføres fra et dyr som vert for et menneske vert som kan føre til zoonoses. For eksempel fugleinfluensa-viruset stammer i fugler, men kan forårsake sykdom hos mennesker. Omvendt zoonoses er forårsaket av infeksjon av et dyr av et virus som har sitt utspring i et menneske.,

Viral Strukturer

generelt, virions (viral partikler) er små og ikke kan observeres med en vanlig lys mikroskop., De er mye mindre enn prokaryotic og eukaryote celler; dette er en tilpasning slik at virus å infisere disse større celler (se Figur 2). Størrelsen på en virion kan variere fra 20 nm for små virus opp til 900 nm for typiske, store virus (se Figur 3). Nyere funn har imidlertid identifisert nye gigantiske viral arter, for eksempel Pandoravirus salinus og Pithovirus sibericum, med størrelser som nærmer seg en bakterie celle.

I 1935, etter utviklingen av elektronmikroskop, Wendell Stanley var den første forskeren til å krystallisere strukturen av tobakk mosaikk virus og oppdaget at den er sammensatt av RNA og protein. I 1943, og han isolert Influensa B-virus, noe som har bidratt til utviklingen av en influensa (influensa) vaksine. Stanley ‘ s funn ulåst mysteriet av arten av virus som hadde vært gåtefullt forskere i over 40 år, og hans bidrag til feltet av virology som førte til at han ble tildelt Nobels Fredspris i 1946.,

Som et resultat av kontinuerlig forskning på natur virus, vet vi nå at de består av en nukleinsyre (enten RNA eller DNA, men aldri begge deler) som er omgitt av et protein pels kalt en capsid (se Figur 4). Det indre av capsid er ikke fylt med cytosol, som i en celle, men i stedet den inneholder det mest nødvendige i form av genom og enzymer som trengs for å lede syntese av nye virions. Hver capsid er sammensatt av protein underenhetene kalt capsomeres laget av en eller flere forskjellige typer av capsomere proteiner som interlock å danne tett capsid.,

Det er to kategorier av virus basert på generelle sammensetning. Virus dannet fra bare en nukleinsyre og capsid er kalt nakne virus eller nonenveloped virus. Virus dannet med en nucleic acid pakket capsid omgitt av et lipid laget blir kalt innhyllet virus (se Figur 4). Viral konvolutt er en liten del av phospholipid membran oppnådd som virion knopper fra en vert celle. Viral konvolutt kan enten være intracellulære eller cytoplasma i opprinnelse.,

som Strekker seg utover og bort fra capsid på noen nakne virus og innhyllet virus er protein strukturer kalt pigger. På tips av disse toppene er strukturer som gjør at viruset skal legges ved, og skriv inn en celle, som influensa-virus hemagglutinin pigger (H) eller enzymer som neuraminidase (N) influensa virus pigger som gjør at viruset for å koble fra celleoverflaten i utgivelsen av nye virions. Influensa-virus er ofte identifisert av sine H og N-toppene., For eksempel, H1N1 influensa virus som er ansvarlig for pandemier i 1918 og 2009, H2N2 for pandemi i 1957, og H3N2 for pandemi i 1968.

Virus variere i form av deres capsids, som kan være enten spiralformet, polyhedral, eller komplekse. En spiralformet capsid former form av tobakk mosaikk virus (TMV), en naken spiralformet virus, og Ebola virus, en innhyllet spiralformet virus., Den capsid er sylindrisk eller stang formet, med genom montering inne lengden på capsid. Polyhedral capsids form former for poliovirus og rhinovirus, og består av en nukleinsyre omgitt av en polyhedral (mange-sidig) capsid i form av en icosahedron. En icosahedral capsid er en tre-dimensjonal, 20 tosidig struktur med 12 noder. Disse capsids noe ligne en fotball. Både spiralformet og polyhedral virus kan ha konvolutter., Viral former sett i visse typer av bakteriofager, for eksempel T4 phage, og poxviruses, som vaccinia virus, kan ha funksjoner av både polyhedral og helical virus, slik de er beskrevet som en kompleks viral form (se Figur 5). I bacteriophage kompleks form, den genom ligger innenfor polyhedral hodet og slire forbinder hodet til halen fibre og hale pinner som bidrar til at virus fester seg til reseptorer på verten cellens overflate. Poxviruses som har komplekse former er ofte murstein formet, med intrikate overflateegenskaper ikke har sett i andre kategorier av capsid.,

Klassifisering og Taksonomi av Virus

Selv om virus er ikke klassifisert i tre domener av livet, og deres antall er stor nok til å kreve klassifisering. Siden 1971, International Union of Mikrobiologiske Samfunn Virologi Divisjon har fått i oppgave å utvikle, raffinering, og å opprettholde en universell virus taksonomi til den Internasjonale Komiteen på Taksonomi av Virus (ICTV)., Siden virus kan mutere så raskt, kan det være vanskelig å klassifisere dem inn i en slekt og en art tilnavnet ved hjelp av binomiske nomenklatur system. Dermed ICTV er viral nomenklatur systemet klassifiserer virus inn i familier og slekter basert på viral genetikk, kjemi, morfologi, og mekanismen for multiplikasjon. Til dags dato, ICTV har klassifisert kjente virus i syv bestillinger, 96 familier, og 350 arter. Viral familie navn som ender på –viridae (e.g, Parvoviridae) og slekten navn som ender på −virus (f.eks., Parvovirus). Navnene på viral bestillinger, familier og slekter er alle i kursiv., Når man refererer til en viral arter, vi ofte bruker en slekten og arten tilnavnet som Pandoravirus dulcis eller Pandoravirus salinus.

Baltimore klassifiseringssystemet er et alternativ til ICTV nomenklatur. Baltimore-systemet klassifiserer virus i henhold til deres genomer (DNA eller RNA, enkelt versus dobbel-strandet, og modus for replikasjon). Dette systemet dermed skaper syv grupper av virus som har felles genetikk og biologi.

Bortsett fra formelle systemer av nomenklatur, virus er ofte uformelt gruppert i kategorier som er basert på kjemi, morfologi, eller andre egenskaper som de eier i fellesskap. Kategoriene kan omfatte naken eller innhyllet struktur, single-strandet (ss) eller dobbel-strandet (ds), DNA eller ss-eller ds-RNA-genomer, segmentert eller nonsegmented genomer, og positiv-strand (+) eller negativ-strand (−) RNA. For eksempel, herpes virus kan bli klassifisert som en dsDNA innhyllet virus; HIV (humant immunsviktvirus) er et +ssRNA innhyllet virus, og tobakk mosaikk virus er en +ssRNA virus., Andre egenskaper, slik som verts-spesifisitet, vev spesifisitet, capsid form, og spesielle gener eller enzymer kan også brukes til å beskrive grupper av lignende virus. Tabell 2 viser noen av de mest vanlige virus som er humane patogener av genom-type.

Tabell 2.,agic fever
Togaviridae	Rubivirus	Rubella
Retroviridae	Lentivirus	Acquired immune deficiency syndrome (AIDS)
−ssRNA, enveloped	Filoviridae	Zaire Ebolavirus	Hemorrhagic fever
	Orthomyxoviridae	Influenzavirus A, B, C	Flu
	Rhabdoviridae	Lyssavirus	Rabies

Klassifisering av virussykdommer

Mens ICTV har fått i oppdrag med biologisk klassifisering av virus, den har også spilt en viktig rolle i klassifikasjon av sykdommer forårsaket av virus. Å legge til rette for sporing av virus-relaterte sykdommer, og ICTV har skapt klassifikasjoner som har en link til den Internasjonale statistiske klassifikasjonen av Sykdommer (ICD), standard taksonomi av sykdom som er vedlikeholdt og oppdatert av World Health Organization (WHO)., ICD tildeler en alfanumerisk kode på opp til seks tegn til alle typer viral infeksjon, så vel som alle andre typer sykdommer, medisinske tilstander og årsaker til død. Dette ICD-kode er brukt i forbindelse med to andre koding systemer (den Aktuelle Prosessuelle Terminologi, og Helsetjenester Vanlig Prosedyre Coding System) for å kategorisere pasienten betingelser for behandling og forsikring refusjon.,

For eksempel, når en pasient søker behandling for en viral infeksjon, ICD-koder er rutinemessig brukt av klinikere for å bestille tester i laboratorium og foreskrive behandlinger spesifikke for virus mistenkes for å kunne forårsake sykdom. Dette ICD-kode er deretter brukt av medisinske laboratorier til å identifisere tester som må utføres for å bekrefte diagnosen. ICD-kode er brukt av helse-care management system for å kontrollere at alle behandlinger og laboratoriearbeid utføres er passende for gitt virus., Medisinsk programmerere bruke ICD-koder for å tilordne riktig kode for prosedyrer som utføres, og medisinsk billers, i sin tur, kan du bruke denne informasjonen til å behandle krav om refusjon av forsikringsselskapene. Vital-poster keepers bruke ICD-koder for å registrere årsak til død på død sertifikater, og epidemiologists brukt ICD-koder for å beregne sykelighet og dødelighet statistikk.