mikrobiologi (Svenska)

trots sin ringa storlek, som hindrade dem från att ses med ljusmikroskop, upptäckten av en filtrerbar komponent mindre än en bakterie som orsakar tobaksmosaik sjukdom (TMD) går tillbaka till 1892. Vid den tiden upptäckte Dmitri Ivanovski, en rysk botaniker, källan till TMD genom att använda en porslinfiltreringsanordning som först uppfanns av Charles Chamberland och Louis Pasteur i Paris 1884. Porslinskamberlandfilter har en porstorlek på 0,1 µm, som är liten nog för att avlägsna alla bakterier ≥0,2 µm från alla vätskor som passerar genom enheten., Ett extrakt erhållet från TMD-infekterade tobaksväxter gjordes för att bestämma orsaken till sjukdomen. Ursprungligen ansågs källan till sjukdomen vara bakteriell. Det var överraskande för alla när Ivanovski, med hjälp av ett Chamberland-filter, fann att orsaken till TMD inte avlägsnades efter att ha passerat extraktet genom porslinfiltret. Så om en bakterie inte var orsaken till TMD, vad kan orsaka sjukdomen? Ivanovski avslutade orsaken till TMD måste vara en extremt liten bakterie eller bakteriell Sports., Andra forskare, inklusive Martinus Beijerinck, fortsatte att undersöka orsaken till TMD. Det var Beijerinck, 1899, som så småningom drog slutsatsen att orsaksmedlet inte var en bakterie utan i stället möjligen en kemikalie, som ett biologiskt gift som vi skulle beskriva idag som ett toxin. Som ett resultat användes ordet virus, Latin för gift, för att beskriva orsaken till TMD några år efter Ivanovskis första upptäckt., Även om han inte kunde se viruset som orsakade TMD och inte insåg att orsaken inte var en bakterie, krediteras Ivanovski som den ursprungliga upptäckaren av virus och en grundare av virologiområdet.

idag kan vi se virus med hjälp av elektronmikroskop (Figur 1) och vi vet mycket mer om dem. Virus är distinkta biologiska enheter; men deras evolutionära ursprung är fortfarande en fråga om spekulation. När det gäller taxonomi ingår de inte i livets träd eftersom de är acellulära (inte bestående av celler)., För att överleva och reproducera måste virus infektera en cellulär värd, vilket gör dem skyldiga till intracellulära parasiter. Genomet av ett virus kommer in i en värdcell och styr produktionen av de virala komponenterna, proteiner och nukleinsyror, som behövs för att bilda nya viruspartiklar som kallas virioner. Nya virioner görs i värdcellen genom montering av virala komponenter. De nya virionerna transporterar virusgenomet till en annan värdcell för att utföra en annan infektionsrunda. Tabell 1 sammanfattar virusets egenskaper.

Tabell 1., Egenskaper hos virus

infektiösa, acellulära patogener

förplikta intracellulära parasiter med värd-och celltypsspecificitet

DNA-eller RNA-genom (aldrig båda)

Genom är omgivet av en proteinkapsid och i vissa fall ett fosfolipidmembran som studerats med virala glykoproteiner

saknar gener för många produkter som behövs för framgångsrik reproduktion, vilket kräver utnyttjande av värdcellens genom att reproducera

värdar och virusöverföring

virus kan infektera alla typer av värdceller, inklusive växter, djur, svampar, protister, bakterier och archaea. De flesta virus kommer bara att kunna infektera cellerna hos en eller några arter av organism. Detta kallas värdområdet. Att ha ett brett värdområde är dock inte vanligt och virus kommer vanligtvis bara att infektera specifika värdar och endast specifika celltyper inom dessa värdar. De virus som infekterar bakterier kallas bakteriofager, eller helt enkelt fager. Ordet phage kommer från det grekiska ordet för slukning., Andra virus identifieras bara av deras värdgrupp, såsom djur-eller växtvirus. När en cell är infekterad, effekterna av viruset kan variera beroende på vilken typ av virus. Virus kan orsaka onormal tillväxt av cellen eller celldöd, ändra cellens genom, eller orsaka lite märkbar effekt i cellen.

virus kan överföras genom direktkontakt, indirekt kontakt med fomites eller genom en vektor: ett djur som överför en patogen från en värd till en annan., Leddjur som myggor, fästingar och flugor är typiska vektorer för virussjukdomar, och de kan fungera som mekaniska vektorer eller biologiska vektorer. Mekanisk överföring sker när artropoden bär en viral patogen på utsidan av kroppen och överför den till en ny värd genom fysisk kontakt. Biologisk överföring sker när artropoden bär den virala patogenen inuti kroppen och överför den till den nya värden genom att bita.

hos människor kan en mängd olika virus orsaka olika infektioner och sjukdomar., Några av de dödligaste nya patogenerna hos människor är virus, men vi har få behandlingar eller droger för att hantera virusinfektioner, vilket gör dem svåra att utrota.

virus som kan överföras från en djurvärd till en mänsklig värd kan orsaka zoonoser. Till exempel har fågelinfluensaviruset sitt ursprung i fåglar, men kan orsaka sjukdom hos människor. Omvänd zoonoser orsakas av infektion av ett djur av ett virus som har sitt ursprung i en människa.,

Virusstrukturer

i allmänhet är virioner (viruspartiklar) små och kan inte observeras med ett vanligt ljusmikroskop., De är mycket mindre än prokaryota och eukaryota celler; detta är en anpassning som gör det möjligt för virus att infektera dessa större celler (se Figur 2). Storleken på en virion kan variera från 20 nm för små virus upp till 900 nm för typiska, stora virus (se Figur 3). Senaste upptäckter, men har identifierat nya gigantiska virala arter, såsom Pandoravirus salinus och Pithovirus sibericum, med storlekar som börjar närma sig en bakteriecell.

1935, efter elektronmikroskopets utveckling, var Wendell Stanley den första forskaren att kristallisera strukturen hos tobaksmosaikviruset och upptäckte att den består av RNA och protein. År 1943 isolerade han influensa B-virus, vilket bidrog till utvecklingen av ett influensavaccin (influensa). Stanleys upptäckter låste upp mysteriet om arten av virus som hade varit förbryllande forskare i över 40 år och hans bidrag till virologiområdet ledde till att han tilldelades Nobelpriset 1946.,

som ett resultat av fortsatt forskning om virusets natur vet vi nu att de består av en nukleinsyra (antingen RNA eller DNA, men aldrig båda) omgiven av ett proteinskikt som kallas kapsid (se Figur 4). Insidan av kapsiden är inte fylld med cytosol, som i en cell, men istället innehåller den de nakna nödvändigheterna när det gäller genom och enzymer som behövs för att styra syntesen av nya virioner. Varje capsid består av protein subenheter som kallas capsomeres gjorda av en eller flera olika typer av capsomere proteiner som låser för att bilda den tätt packade kapsiden.,

det finns två kategorier av virus baserade på allmän sammansättning. Virus som bildas av endast en nukleinsyra och kapsid kallas nakna virus eller nonenveloped virus. Virus som bildas med en nukleinsyrapackad kapsid omgiven av ett lipidskikt kallas omslutna virus (se Figur 4). Det virala kuvertet är en liten del av fosfolipidmembranet som erhålls som virionknopparna från en värdcell. Det virala kuvertet kan antingen vara intracellulärt eller cytoplasmiskt ursprung.,

sträcker sig utåt och bort från kapsiden på vissa nakna virus och omslutna virus är proteinstrukturer som kallas spikar. Vid spetsarna på dessa spikar är strukturer som tillåter viruset att fästa och komma in i en cell, som influensaviruset hemagglutinin spikes (H) eller enzymer som neuraminidas (N) influensavirus spikar som tillåter viruset att lossna från cellytan under frisättning av nya virioner. Influensavirus identifieras ofta av deras H och N-spikar., Till exempel var H1N1 influensavirus ansvariga för pandemierna 1918 och 2009, H2N2 för pandemin 1957 och H3N2 för pandemin 1968.

virus varierar i form av sina kapsider, som kan vara antingen spiralformiga, polyhedral eller komplexa. En spiralformad kapsid bildar formen av tobaksmosaikvirus (TMV), ett naket spiralvirus och Ebolavirus, ett höljt spiralvirus., Kapsiden är cylindrisk eller stavformad, med genomet passande strax inuti kapsidens längd. Polyhedral kapsider bildar formerna av poliovirus och rhinovirus och består av en nukleinsyra omgiven av en polyhedral (mångsidig) kapsid i form av en icosahedron. En icosahedral capsid är en tredimensionell, 20-sidig struktur med 12 hörn. Dessa capsids liknar något en fotboll. Både spiralformiga och polyhedrala virus kan ha kuvert., Virala former som ses i vissa typer av bakteriofager, såsom T4-FAG och poxvirus, som vaccinia-virus, kan ha egenskaper hos både polyhedrala och spiralformiga virus så att de beskrivs som en komplex viral form (se Figur 5). I bakteriofagkomplexformen är genomet beläget inom det polyhedrala huvudet och manteln förbinder huvudet med svansfibrerna och svansstiften som hjälper viruset att fästa vid receptorer på värdcellens yta. Poxvirus som har komplexa former är ofta tegelformade, med invecklade ytegenskaper som inte ses i de andra kategorierna av kapsid.,

klassificering och taxonomi av virus

även om virus inte klassificeras i de tre domänerna i livet, deras antal är tillräckligt stor för att kräva klassificering. Sedan 1971 har International Union of Microbiological Societies Virology Division gett uppgiften att utveckla, raffinera och upprätthålla en universell virustaxonomi till Internationella kommittén för taxonomi av virus (ICTV)., Eftersom virus kan mutera så snabbt kan det vara svårt att klassificera dem i ett släkte och en artpithet med hjälp av binomial nomenklatursystemet. Således klassificerar ICTV: s virala nomenklatursystem virus i familjer och släkten baserat på viral genetik, Kemi, morfologi och multiplikationsmekanism. Hittills har ICTV klassificerat kända virus i sju order, 96 familjer och 350 släkten. Virala släktnamn slutar i-viridae (t.ex. Parvoviridae) och släktnamn slutar i −virus (t. ex. Parvovirus). Namnen på virusorder, familjer och släkten är alla kursiverade., När man hänvisar till en viral arter, använder vi ofta ett släkte och art epitetet som Pandoravirus dulcis eller Pandoravirus salinus.

Baltimore-klassificeringssystemet är ett alternativ till ICTV-nomenklaturen. Baltimore-systemet klassificerar virus enligt deras genom (DNA eller RNA, singel mot dubbelsträngad och replikationssätt). Detta system skapar sålunda sju grupper av virus som har gemensam genetik och biologi.

förutom formella system för nomenklatur grupperas virus ofta informellt i kategorier baserade på kemi, morfologi eller andra egenskaper som de delar gemensamt. Kategorier kan omfatta naken eller omsluten struktur, enkelsträngad (ss) eller dubbelsträngad (DS) DNA eller ss eller DS RNA genom, segmenterade eller icke-segmenterade genom och positiv-strand ( + ) eller negativ-strand ( − ) RNA. Till exempel kan herpesvirus klassificeras som ett dsDNA omslutet virus; humant immunbristvirus (HIV) är ett +ssRNA omslutet virus, och tobaksmosaikvirus är ett +ssRNA-virus., Andra egenskaper såsom värdspecificitet, vävnadsspecificitet, kapsidform och speciella gener eller enzymer kan också användas för att beskriva grupper av liknande virus. Tabell 2 listar några av de vanligaste virusen som är humana patogener av genomtyp.

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

klassificering av virussjukdomar

medan ICTV har fått i uppdrag att biologisk klassificering av virus, har det också spelat en viktig roll i klassificeringen av sjukdomar orsakade av virus. För att underlätta spårning av virusrelaterade mänskliga sjukdomar har ICTV skapat klassificeringar som länkar till International Classification of Diseases (ICD), standard taxonomi av sjukdom som upprätthålls och uppdateras av Världshälsoorganisationen (WHO)., ICD tilldelar en alfanumerisk kod på upp till sex tecken till varje typ av virusinfektion, liksom alla andra typer av sjukdomar, medicinska tillstånd och dödsorsaker. Denna ICD-kod används tillsammans med två andra kodningssystem (den nuvarande Procedurterminologin och det gemensamma kodningssystemet för hälso-och sjukvård) för att kategorisera patientförhållanden för behandling och försäkringsersättning.,

till exempel, när en patient söker behandling för en virusinfektion, används ICD-koder rutinmässigt av kliniker för att beställa laboratorietester och förskriva behandlingar som är specifika för viruset som misstänks orsaka sjukdomen. Denna ICD-kod används sedan av medicinska laboratorier för att identifiera test som måste utföras för att bekräfta diagnosen. ICD-koden används av hälso-och sjukvårdssystemet för att kontrollera att alla behandlingar och laboratoriearbete som utförs är lämpliga för det givna viruset., Medicinska kodare använder ICD-koder för att tilldela rätt kod för utförda procedurer, och medicinska billers använder i sin tur denna information för att behandla krav på ersättning från försäkringsbolag. Vital-register djurhållare använder ICD-koder för att registrera dödsorsak på dödsattester, och epidemiologer använde ICD-koder för att beräkna sjuklighet och dödlighet statistik.