Microbiologie

ondanks hun geringe omvang, waardoor ze niet konden worden gezien met lichtmicroscopen, dateert de ontdekking van een filtreerbare component kleiner dan een bacterie die tabak mozaïekziekte (TMD) veroorzaakt uit 1892. Op dat moment ontdekte Dmitri Ivanovski, een Russische botanicus, de bron van TMD met behulp van een porseleinen filterapparaat voor het eerst uitgevonden door Charles Chamberland en Louis Pasteur in Parijs in 1884. Porseleinen Chamberland-filters hebben een poriegrootte van 0,1 µm, wat klein genoeg is om alle bacteriën ≥0,2 µm te verwijderen uit vloeistoffen die door het apparaat worden doorgegeven., Een extract verkregen uit TMD-geïnfecteerde tabaksplanten werd gemaakt om de oorzaak van de ziekte te bepalen. Aanvankelijk werd gedacht dat de bron van de ziekte bacterieel was. Het was verrassend voor iedereen toen Ivanovski, met behulp van een Chamberland filter, vond dat de oorzaak van TMD niet werd verwijderd na het passeren van het extract door de porseleinen filter. Dus als een bacterie niet de oorzaak was van TMD, wat kan de ziekte dan veroorzaken? Ivanovski concludeerde dat de oorzaak van TMD een extreem kleine bacterie of bacteriële spore moet zijn., Andere wetenschappers, waaronder Martinus Beijerinck, bleven de oorzaak van TMD onderzoeken. Het was Beijerinck, in 1899, die uiteindelijk concludeerde dat de veroorzaker geen bacterie was, maar, in plaats daarvan, mogelijk een chemische stof, zoals een biologisch gif dat we vandaag zouden beschrijven als een toxine. Als gevolg hiervan werd het woord virus, Latijn voor gif, gebruikt om de oorzaak van TMD te beschrijven een paar jaar na Ivanovski ‘ s eerste ontdekking., Hoewel hij niet in staat was om het virus dat TMD veroorzaakte te zien, en niet besefte dat de oorzaak was niet een bacterie, Ivanovski wordt gecrediteerd als de oorspronkelijke ontdekker van virussen en een oprichter van het gebied van virologie.

vandaag kunnen we virussen zien met behulp van elektronenmicroscopen (figuur 1) en we weten veel meer over hen. Virussen zijn verschillende biologische entiteiten; hun evolutionaire oorsprong is echter nog steeds een kwestie van speculatie. In termen van taxonomie, ze zijn niet opgenomen in de boom van het leven, omdat ze acellulair zijn (niet bestaande uit cellen)., Om te overleven en te reproduceren, moeten virussen een cellulaire gastheer infecteren, waardoor ze intracellulaire parasieten verplichten. Het genoom van een virus gaat een gastheercel binnen en leidt de productie van de virale componenten, proteã nen en nucleic zuren, nodig om nieuwe virusdeeltjes te vormen genoemd virionen. Nieuwe virions worden gemaakt in de gastheercel door assemblage van virale componenten. De nieuwe virions vervoeren het virale genoom naar een andere gastheercel om een andere ronde van besmetting uit te voeren. Tabel 1 geeft een overzicht van de eigenschappen van virussen.

Tabel 1., Kenmerken van Virussen

Besmettelijke, acellular ziekteverwekkers

Obligaat intracellulaire parasieten met host en cel-type-specificiteit

DNA-of RNA-genoom (nooit beide)

Genoom is omgeven door een capside-eiwit en, in sommige gevallen, een fosfolipide membraan bezaaid met virale glycoproteïnen

het Gebrek genen voor veel producten die nodig zijn voor een succesvolle reproductie, waarbij de exploitatie van de host-cell genomen te reproduceren

gastheren en virale transmissie

virussen kunnen elk type gastheercel infecteren, inclusief die van planten, dieren, schimmels, protisten, bacteriën en archaea. De meeste virussen zullen slechts in staat zijn om de cellen van een of enkele soorten organismen te infecteren. Dit wordt het hostbereik genoemd. Nochtans, is het hebben van een brede gastheerwaaier niet gemeenschappelijk en zullen de virussen typisch slechts specifieke gastheren en slechts specifieke celtypes binnen die gastheren infecteren. De virussen die bacteriën infecteren worden bacteriofagen genoemd, of gewoon Fagen. Het woord faag komt van het Griekse woord voor devour., Andere virussen worden net geïdentificeerd door hun gastgroep, zoals dierlijke of plantaardige virussen. Zodra een cel is geïnfecteerd, kunnen de effecten van het virus variëren afhankelijk van het type virus. Virussen kunnen abnormale groei van de cel of celdood veroorzaken, het genoom van de cel veranderen of weinig merkbaar effect in de cel veroorzaken.

virussen kunnen worden overgedragen via direct contact, indirect contact met fomieten, of via een vector: een dier dat een ziekteverwekker van de ene gastheer naar de andere overbrengt., Geleedpotigen zoals muggen, teken en vliegen, zijn typische vectoren voor virale ziekten, en ze kunnen fungeren als mechanische vectoren of biologische vectoren. De mechanische transmissie komt voor wanneer de geleedpotige een virale ziekteverwekker aan de buitenkant van zijn lichaam draagt en het aan een nieuwe gastheer door fysiek contact overdraagt. De biologische transmissie komt voor wanneer de geleedpotige de virale ziekteverwekker in zijn lichaam draagt en het aan de nieuwe gastheer door het bijten overbrengt.

bij mensen kan een grote verscheidenheid aan virussen verschillende infecties en ziekten veroorzaken., Sommige van de dodelijkste opkomende pathogenen bij de mens zijn virussen, maar we hebben weinig behandelingen of medicijnen om te gaan met virale infecties, waardoor ze moeilijk uit te roeien zijn.

virussen die van een gastheer van een dier op een gastheer van een mens kunnen worden overgedragen, kunnen zoönoses veroorzaken. Het vogelgriepvirus is bijvoorbeeld afkomstig van vogels, maar kan bij mensen ziekten veroorzaken. Omgekeerde zoönoses worden veroorzaakt door infectie van een dier met een virus dat afkomstig is uit een mens.,

virale structuren

in het algemeen zijn virionen (virale deeltjes) klein en kunnen niet worden waargenomen met een gewone lichtmicroscoop., Zij zijn veel kleiner dan prokaryotic en eukaryotic cellen; dit is een aanpassing toestaand virussen om deze grotere cellen te besmetten (zie Figuur 2). De grootte van een virion kan variëren van 20 nm voor kleine virussen tot 900 nm voor typische, grote virussen (zie Figuur 3). Recente ontdekkingen hebben echter nieuwe reuze virale soorten geïdentificeerd, zoals Pandoravirus salinus en Pithovirus sibericum, met maten die die van een bacteriële cel benaderen.

in 1935, na de ontwikkeling van de elektronenmicroscoop, was Wendell Stanley de eerste wetenschapper die de structuur van het tabaksmozaïekvirus kristalliseerde en ontdekte dat het uit RNA en eiwit bestaat. In 1943 isoleerde hij het Influenza B-virus, wat bijdroeg aan de ontwikkeling van een griepvaccin. Stanley ‘ s ontdekkingen onthulden het mysterie van de aard van virussen die wetenschappers al meer dan 40 jaar verwarde en zijn bijdragen op het gebied van virologie leidden tot hem werd bekroond met de Nobelprijs in 1946.,

als gevolg van het voortdurende onderzoek naar de aard van virussen weten we nu dat ze bestaan uit een nucleïnezuur (RNA of DNA, maar nooit beide) omgeven door een eiwitlaag die een capside wordt genoemd (zie Figuur 4). Het binnenland van capside wordt niet gevuld met cytosol, zoals in een cel, maar in plaats daarvan bevat het de kale behoeften in termen van genoom en enzymen nodig om de synthese van nieuwe virions te leiden. Elke capside is samengesteld uit eiwitsubeenheden genoemd capsomeres die van één of meer verschillende types van capsomere proteã nen worden gemaakt die zich verbinden om dicht verpakte capside te vormen.,

Er zijn twee categorieën virussen op basis van de algemene samenstelling. Virussen gevormd uit slechts een nucleïnezuur en capside worden naakte virussen of niet-ontwikkelde virussen genoemd. Virussen die gevormd zijn met een nucleïnezuurgepakte capside omgeven door een lipidenlaag worden omhulde virussen genoemd (zie Figuur 4). De virale envelop is een klein gedeelte van fosfolipidemembraan dat als virionknoppen van een gastheercel wordt verkregen. De virale envelop kan intracellulair of cytoplasmisch van oorsprong zijn.,

zich uitstrekkend naar buiten en weg van de capside op sommige naakte virussen en omhulde virussen zijn eiwitstructuren die spikes worden genoemd. Aan de uiteinden van deze pieken bevinden zich structuren die het virus in staat stellen om zich te hechten en een cel binnen te gaan, zoals de pieken van het influenzavirus hemagglutinine (H) of enzymen zoals de pieken van het neuraminidase (N) – influenzavirus die het virus in staat stellen om zich van het celoppervlak los te maken tijdens het vrijkomen van nieuwe virionen. Influenzavirussen worden vaak geïdentificeerd aan de hand van hun H-en N-spikes., Bijvoorbeeld, H1N1 influenzavirussen waren verantwoordelijk voor de pandemieën in 1918 en 2009, H2N2 voor de pandemie in 1957, en H3N2 voor de pandemie in 1968.

virussen variëren in de vorm van hun capsiden, die ofwel spiraalvormig, polyhedraal of complex kunnen zijn. Een spiraalvormige capside vormt de vorm van het tabaksmozaïekvirus (TMV), een naakt spiraalvormig virus, en ebolavirus, een omhuld spiraalvormig virus., De capside is cilindrisch of staaf gevormd, met het genoom fitting net binnen de lengte van de capside. Polyhedrale capsiden vormen de vormen van poliovirus en rhinovirus, en bestaan uit een nucleïnezuur dat wordt omringd door een polyhedrale (veelzijdige) capside in de vorm van een icosaëder. Een icosahedrale capside is een driedimensionale, 20-zijdige structuur met 12 hoekpunten. Deze kapsels lijken enigszins op een voetbal. Zowel spiraalvormige als polyhedrale virussen kunnen enveloppen hebben., De virale vormen die in bepaalde types van bacteriofagen, zoals T4 faag, en poxviruses, zoals vacciniavirus worden gezien, kunnen eigenschappen van zowel polyhedral als spiraalvormige virussen hebben zodat worden zij beschreven als complexe virale vorm (zie Figuur 5). In de bacteriofaag complexe vorm, wordt het genoom gevestigd binnen het veelvlak hoofd en de schede verbindt het hoofd aan de staartvezels en staartspelden die het virus helpen aan receptoren op de oppervlakte van de gastheercel hechten. Poxvirussen die complexe vormen hebben zijn vaak baksteenvormig, met ingewikkelde oppervlaktekarakteristieken die niet in de andere categorieën van capside worden gezien.,

classificatie en taxonomie van virussen

hoewel virussen niet zijn ingedeeld in de drie domeinen van het leven, zijn hun aantallen groot genoeg om classificatie te vereisen. Sinds 1971 heeft de afdeling Virologie van de International Union of Microbiological Societies de taak om een universele virustaxonomie te ontwikkelen, te verfijnen en te onderhouden toevertrouwd aan het International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV)., Omdat virussen zo snel kunnen muteren, kan het moeilijk zijn om ze te classificeren in een genus en een soortnaam met behulp van het binomiale nomenclatuursysteem. Zo classificeert het virale nomenclatuur systeem van de ICTV virussen in families en geslachten op basis van virale genetica, chemie, morfologie, en mechanisme van vermenigvuldiging. Tot op heden heeft de ICTV bekende virussen ingedeeld in zeven orden, 96 families en 350 geslachten. Virale familienamen eindigen in-viridae (bijv., Parvoviridae) en genus namen eindigen in −virus (bijv., Parvovirus). De namen van virale orden, families en geslachten zijn cursief., Wanneer we verwijzen naar een virale soort, gebruiken we vaak een genus-en soortnaam zoals Pandoravirus dulcis of Pandoravirus salinus.

Het Baltimore classificatiesysteem is een alternatief voor de ICTV-nomenclatuur. Het systeem van Baltimore classificeert virussen volgens hun genomen (DNA of RNA, enkel Versus dubbel vastgelopen, en wijze van replicatie). Dit systeem creëert zo zeven groepen virussen die gemeenschappelijke genetica en biologie hebben.

afgezien van formele nomenclatuursystemen worden virussen vaak informeel gegroepeerd in categorieën op basis van chemie, morfologie of andere gemeenschappelijke kenmerken. De categorieën kunnen naakte of omhulde structuur, single-stranded (ss) of double-stranded (ds) DNA of SS of DS RNA genomen, gesegmenteerd of nonsegmented genomen, en positief-streng (+) of negatief-streng (−) RNA omvatten. Bijvoorbeeld, herpesvirussen kunnen als dsDNA enveloped virus worden geclassificeerd; Het menselijke immunodeficiency virus (HIV) is een +ssRNA enveloped virus, en het tabaksmozaïekvirus is een +ssRNA virus., Andere kenmerken zoals gastheerspecificiteit, weefselspecificiteit, capsidevorm, en speciale genen of enzymen kunnen ook worden gebruikt om groepen van gelijkaardige virussen te beschrijven. Tabel 2 geeft een overzicht van enkele van de meest voorkomende virussen die menselijke pathogenen zijn per genoomtype.

Tabel 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

classificatie van virusziekten

hoewel het ICTV is belast met de biologische classificatie van virussen, heeft het ook een belangrijke rol gespeeld bij de classificatie van door virussen veroorzaakte ziekten. Om het volgen van virusgerelateerde ziekten bij de mens te vergemakkelijken, heeft het ICTV classificaties gemaakt die verwijzen naar de International Classification of Diseases (ICD), de standaard taxonomie van ziekten die wordt onderhouden en bijgewerkt door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO)., De ICD kent een alfanumerieke code van maximaal zes tekens toe aan elk type virale infectie, evenals alle andere soorten ziekten, medische aandoeningen en doodsoorzaken. Deze ICD-code wordt gebruikt in combinatie met twee andere codeersystemen (de huidige procedurele terminologie en het Healthcare Common Procedure Coding System) om patiëntencondities voor behandeling en verzekering terugbetaling te categoriseren.,

wanneer een patiënt bijvoorbeeld een behandeling voor een virale infectie zoekt, worden ICD-codes routinematig gebruikt door artsen om laboratoriumtests te bestellen en behandelingen voor te schrijven die specifiek zijn voor het virus waarvan wordt vermoed dat het de ziekte veroorzaakt. Deze ICD-code wordt vervolgens gebruikt door medische laboratoria om tests te identificeren die moeten worden uitgevoerd om de diagnose te bevestigen. De ICD-code wordt door het health-care management system gebruikt om te controleren of alle behandelingen en laboratoriumwerk geschikt zijn voor het gegeven virus., Medische programmeurs gebruiken ICD-codes om de juiste code toe te wijzen voor uitgevoerde procedures, en medische facturers gebruiken deze informatie op hun beurt om claims voor terugbetaling door verzekeringsmaatschappijen te verwerken. Vital-records keepers gebruiken ICD-codes om doodsoorzaak vast te leggen op overlijdensakten, en epidemiologen gebruikten ICD-codes om morbiditeits-en mortaliteitsstatistieken te berekenen.