巴爾的摩病毒分類系統

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'巴爾的摩病毒分類系統',是由美國生物學家[1]戴維·巴爾的摩根據病毒的基因組表達合成mRNA的方式,而提出的一種病毒分類系統

巴爾的摩病毒分類系統(Baltimore classification)是一種由戴維·巴爾的摩建立的以基因組病毒轉錄mRNA方式為區分的病毒分類系統

世界上的病毒千奇百怪,数量极多,生活周期又各具特征。病毒仅由基因组核酸和蛋白质组成,但是自己又没有蛋白质翻译需要的一系列条件,所以只能依赖宿主细胞的核糖体来翻译mRNA上的遗传信息。所以,病毒怎么样把它的基因组变成细胞能够识别的mRNA就是病毒生命周期中至关重要的环节。美国病毒学家David Baltimore根据不同的病毒基因组产生mRNA方式的不同进行了分类,这就简化了病毒特殊的生命周期的本质和内涵。

   首先是题图,病毒的基因组可以分为(从上到下):双链DNA(double strand)、有缺口的双链DNA、单链DNA(single)、双链RNA、单正链RNA(positive)、单负链RNA(negative)、需要DNA中间体的单正链RNA。
   根据不同基因组形成mRNA步骤的不同可以大致分为:I、II、III、IV、V、VI、VII。
   I(双链DNA)、II(单链DNA)、III(双链RNA)、IV(正链RNA)、V(负链RNA)、VI(正链RNA需要DNA中间体)、VII(有缺口的双链DNA需要双链DNA中间体)。

分類[编辑]

為了給深入的研究提供指導,根據病毒基因表達方式將病毒分為一下七個組:

巴爾的摩病毒分類系統中七組病毒合成mRNA的示意圖














第一組:雙鏈DNA病毒 dsDNA viruses[编辑]

這類病毒通常只有在進入宿主細胞核之後才能進行自我複製。除此之外,這類病毒还需要宿主細胞核內的DNA聚合酶才能完成自我複製,因此它們很大程度上受宿主細胞的細胞週期影響。有效的感染與子代的產生都需要在宿主細胞進行複製時才能進行,因為病毒所利用的核內DNA聚合酶在此時是活躍的。此類病毒有可能誘發細胞快速裂解,導致細胞轉變癌變,如疱疹病毒腺病毒乳头多瘤空泡病毒

第一組中,唯一一類已充分研究且不在核內進行複製的例子是痘病毒科(一種有脊椎動物高發病率的病原體,包括天花病毒)。

此類病毒使用普遍的mRNA轉錄方式——使用宿主相關的轉錄——合成兩種mRNA

  • 早期信使RNA(?) early mRNA,事先轉錄用於合成DNA。
  • 後期信使RNA(?) late mRNA,隨後由子代DNA轉錄而成。

第二組:單鏈DNA病毒 ssDNA viruses[编辑]

這一類病毒包括

這類病毒中除了小DNA病毒 Parvoviruses 以外,所有物種都具有環形DNA。其中感染真核生物的病毒大多在宿主細胞的細胞核中,通過基圓機制?英语Rolling circle replication構建雙鏈DNA中間體,進行複製。

一種流行的卻沒有臨床症狀的叫作“TTV”(Transfusion Transmitted Virus)的人類指環病毒英语Anellovirus (Anellovirus)也包括在這一組中。

第三組:雙鏈RNA病毒 dsRNA viruses[编辑]

跟大部分RNA病毒一樣,這類病毒的複製在宿主細胞的細胞質中,並不需要像DNA病毒那樣使用宿主的聚合酶。這一組中研究較多的是双核糖核酸病毒科(Birnaviridae 和呼肠孤病毒科(Reoviridae)。該組病毒的基因組為單順反子英语monocistron,並且有一些病毒基因組只編碼一個蛋白質(不像其它病毒有較複雜的轉譯過程)。(?)

第四組和第五組:單鏈RNA病毒[编辑]

巴爾的摩病毒分類系統中的第四組和第五組為單鏈RNA病毒,根據病毒所帶的RNA正義反義又可以細分成四五兩組。擁有單鏈RNA是這兩組病毒共同的特點,它們的複製在細胞質中,並且不受宿主細胞的細胞週期限制。

第四組:正義單鏈RNA病毒 (+)ssRNA viruses[编辑]

該組病毒的RNA可以直接被宿主細胞中的核糖體識別并立即翻譯出蛋白質,而事實上所有正義的ssRNA都是如此。本組病毒還可以根據翻譯的方式細分為兩類:

  • 一類病毒有由多順反子組成的基因組,通過翻譯得到一個多聚蛋白,隨後分裂成多個成熟的蛋白質。這樣的目的是減少基因組的大小。
  • 另一類病毒有更複雜的翻譯過程,翻譯過程中有核糖體移碼、蛋白質水解和次基因組mRNA的參與。該類病毒有各自的機制來完成從一條鏈上翻譯蛋白質。

本組病毒包括

第五組:反義單鏈RNA病毒 (-)ssRNA viruses[编辑]

該組病毒的RNA不能直接被宿主細胞中的核糖體識別并立即翻譯蛋白質,而事實上所有反義的ssRNA都是如此,因此它們要通過自身的聚合酶合成正義ssRNA,從而才可以被宿主核糖體識別本組病毒也可以根據複製的方式細分為兩類:

  • 一種病毒包含不分段的基因組【(-)RNA】,首先用RNA聚合酶產生單順反子英语monocistron的mRNA【(+)RNA】(編碼了多個病毒的蛋白質),隨後以這一條RNA為模板複製產生反義ssRNA【(-)RNA】。整個過程在宿主細胞質中。
  • 另一種病毒包含分段的基因組【(-)RNA】,而這一類病毒核酸的複製發生在宿主細胞核內,基因組中的每一段都各自在RNA聚合酶的作用下產生相應的mRNA。

兩種病毒最大的不同在於核酸複製的位置不同。

本組病毒包括

第六組:正義單鏈RNA逆轉錄病毒 ssRNA-RT viruses[编辑]

一種被研究較多的,包括反轉錄病毒科 (Retroviridae) 的病毒,一個明顯的特點是使用逆轉錄酶將(+)ssRNA轉換成DNA,隨後用整合酶將DNA整合到宿主的基因組中,此後就可以利用核內的聚合酶了。

第七組:雙鏈DNA逆轉錄病毒 dsDNA-RT viruses[编辑]

一小組以乙肝病毒 (Hepatitis B)【肝病毒科(Hepadnaviridae)】為典型的病毒,包含雙鏈不閉環的DNA。該線型的DNA在閉環成為共價閉合環狀DNA(cccDNA)后,作為模板轉錄mRNA亞基因組mRNA英语subgenomic mRNA,隨後由前基因組英语pregenome表達的RNA做為模板逆轉錄出充當基因組的DNA。(請對照英文頁面原文

参考文献[编辑]

引用[编辑]

  1. ^ Baltimore D. Expression of animal virus genomes. Bacteriol Rev. 1971, 35 (3): 235–41. PMC 378387. PMID 4329869. 

来源[编辑]

  • "Virus Taxonomy Portal." (Website.) Viral Bioinformatics Resource Center & Viral Bioinformatics - Canada. Retrieved on 2007-09-27.

外部链接[编辑]

参见[编辑]