Virologija

Virusologija je nauka koja se bavi proučavanjem virusa — submikroskopskih, parazitskih delova genetičkom materijala sadžanih u proteinskom kapsidu[1][2] — i virusolike agense. Fokusiarana je na sledeće aspekte virusa: njihovu strukturu, klasifikaciju i evoluciju, njihove načine da ekpsloatiše i inficira domaćinske ćelije radi reprodukcije, njihovim uzajamnim delovanjem sa fiziologijom i imunitetom organizma domaćina, bolestima koje izazivaju, načinima za njihovu izolaciju i kultivisanje, i njihovu primenu i istraživanju i terapiji. Virologija je smatrana podgranom mikrobiologije ili medicine.

Struktura virusa i klasifikacija

Glavna grana virologije je klasifikacija virusa. Virusi mogu biti klasifikovani prema vrsti ćelije domaćina koju inficiraju: životinjski virusi, biljni virusi, virusi gljiva, bakteriofazi (virusi koji inficiraju bakterije, koji uključuju najsloženije viruse). Druga klasifikacija koristi geometrijski oblik njihovog kapsida (često je to heliks ili ikosaedar) ili virusnu strukturu (npr. prisutvo ili odsustvo lipidnog omotača). Virusi variraju u veličini od otprilike 30 nm do oko 450 nm, što znači da većina njih ne može biti uočena pomoću svetlosnog mikroskopa. Oblik i struktura virusa proučavana je elektronskim mikroskopom, NMR spektroskopijom, kristalografijom sa iks zracima.

Najkorisnija i najčešće korišćena klasifikacija sistema razdvaja viruse prema tipu nukleinske kiseline koju imaju u genetičkom materijalu i metodu viralne replikacije koji koriste da primoraju ćelije domaćina da proizvode više virusa:

  • DNK virusi (podeljeni na duplo-standardne DNK viruse i jedno-standardne DNK viruse),
  • RNK virusi (podeljeni na senzualno pozitivne jedno-standardne RNK viruse, negativno senzualne jedno-standardne RNK viruse)
  • obrnuto transkriptujuće viruse (dvostruko-standardni obrnuto transkriptujući DNK virusi i jedno-standardni obrnuto-transkriptujući RNK virusi uključujući i retroviruse).

Najsvežiji izveštaj Međunarodnog komiteta za taksonomiju virusa (2005) nabraja 5450 virusa, organizovanih u preko 2.000 vrsta, 287 roda, 73 porodice i 3 reda.

Virolozi takođe proučavaju subviralne čestice, infektivne subjekte znatno manje i jednostavnije od virusa:

  • viroide (goli kružni RNK molekuli koji inficiraju biljke),
  • sateliti (nukleinske kiseline i molekuli sa ili bez kapsida koji zahtevaju pomoćni virus za infekciju i reprodukciju), i
  • prione (proteine koji mogu postojati u patološkim konformacijama koje izazivaju da drugi prionski molekuli pretpostavi istu konformaciju).[3]

Evolucija virusa, koja se često dešava uporedo sa evolucijom njihovim domaćina, proučavana je u polju viralne evolucije.

Iako se virusi reproduku i razvijaju, oni nemaju metabolizam, ne pomeraju se i zavise o ćeliji domaćina za reprodukciju. Dosta raspravljano pitanje je da li su živi ili ne je pitanje definicije koja ne utiče na biološku realnost virusa.

Virusna oboljenja i odbrana

Jedna od glavnih motivacija za proučavanje virusa je činjenica da oni izazivaju više važnih infektivnih oboljenja, između ostalog običnu prehladu, influencu, besnilo, male boginje, mnoge vidove dijareje, hepatitisa, denga groznicu, žutu groznicu, polio i Ejds.[4] Herpes simpleks izaziva čireve na usnama, a genitalni herpes se istražuje kao potencijalni faktor Alchajmerove bolesti.

Pojedini virusi, poznati kao onkovirusi, doprinose u određenim vidovima raka. Najbolje proučavan primer povezanosti između virus humanog papiloma virusa i raka grlića materice: skoro svi slučajevi raka grlića materice su izazvani određenim sojevima polno prenosivih virusa. Drugi primer je povezanost infekcije sa hepatitisom B i hepatitisom C je rak jetre.

Subviralne čestice tako izazivaju bolesti: prenosive spongiformne encefalopatije, koje uključuju kuru, Krojcfeld-Jakobovu bolest i goveđu spongiformnu encefalopatiju („bolest ludih krava“), izazvani su prionima,[5] hepatitis D izazvan je satelit virusom.

Proučavanje načina na koji virusi izazivaju bolesti naziva se viralna patogeneza. Stepen kojim virus izaziva bolesti je njegova virulencija.

Kada u imuni sistem kičmenjaka dospe virus, on može da proizvede specifična antitela koja ograničavaju virus i neutrališu njegovu infektivnost ili označe ga za uništavanje. Prisustvo antitela u serumu krvi često je korišćeno da se odredi da li je osoba bila izložena datom virusu u prošlosti, sa testovima kao što su ELISA. Vakcinacija štiti od viralnih bolesti, delom, izazivanjem proizvodnje antitela. Monoklona antitela, specifična za virus takođe su korišćena za otkrivanje, kao kod fluoresentne mikroskopije.

Drugi vid zaštite kičmenjaka od virusa, ćelijski-posredovan imunitet, podrazumeva da ćelije imunog sistema, poznate kao T ćelije: ćelije organizma stalno pokazuju male fragmente njihovih proteina na ćelijskoj površini, i ako T ćelija prepozna sumnjih viralni fragment tu, ćelija domaćina će biti uništena i T ćelije specifične za viruse će proliferirati. Ovaj mehanizam je pokrenut pojedinim vrstama vakcinacija.

Mešanje RNK je važan ćelijski mehanizam koji postoji kod biljaka, životinja i mnogih drugih eukariota, najverovatnije je razvijen kao odbrana protiv virusa. Složena mašinerija interaktivnih enzima otkriva duplo-standardne RNK molekule (što se dešava kao deo životnog ciklusa mnogih virusa) i onda nastavlja i uništava sve jedno-standardne verzije otkrivenih RNK molekuka.

Reference

  1. ↑ Crawford 2011: str. 4
  2. ↑ Cann, Alan (2011). Principles of Molecular Virology (5 izd.). London: Academic Press. ISBN 978-0123849397. 
  3. ↑ „Prion Diseases”. CDC. 
  4. ↑ Evans, Alfred (1982). Viral Infections of Humans. New York, NY: Plenum Publishing Corporation. str. xxv-xxxi. ISBN 978-0-306-40676-8. 
  5. ↑ http://www.cdc.gov/ncidod/dvrd/prions/

Literatura

  • Evans, Alfred (1982). Viral Infections of Humans. New York, NY: Plenum Publishing Corporation. str. xxv-xxxi. ISBN 978-0-306-40676-8. 
  • Cann, Alan (2011). Principles of Molecular Virology (5 izd.). London: Academic Press. ISBN 978-0123849397. 
  • Crawford, Dorothy (2011). Viruses: A Very Short Introduction. New York, NY: Oxford University Press. str. 4. ISBN 978-0-19-957485-8. 
  • Villarreal, L. P. (2005) Viruses and the Evolution of Life. ASM Press, Washington DC ISBN 978-1-55581-309-3
  • Samuel Baron (ed.) (1996) Medical Microbiology, 4th ed., Section 2: Virology (freely searchable online book)
  • Coffin, Hughes, Varmus. (1997) Retroviruses (freely searchable online book)}-

Vanjske veze

  • ICTV: International Committee on Taxonomy of Viruses Arhivirano 2017-02-03 na Wayback Machine-u - searchable virus taxonomy, updated versions in 2007 and 2008. Explanations of the virus species concept and viral taxonomy.
  • David Sander: All the Virology on the WWW Arhivirano 2008-09-14 na Wayback Machine-u - collection of links, pictures, lecture notes. Many of the links on this site are broken and it does not appear to be being maintained.
  • Online lectures in virology Arhivirano 2008-05-09 na Wayback Machine-u University of South Carolina
  • MicrobiologyBytes: Origins of Virology Arhivirano 2007-04-20 na Wayback Machine-u
  • MicrobiologyBytes: The Virology Time Machine Arhivirano 2007-04-26 na Wayback Machine-u
  • Timeline of the history of virology Arhivirano 2006-02-04 na Wayback Machine-u, from the Washington University in St. Louis.
  • Wong's Virology.
  • Vaccine Research Center (VRC) Arhivirano 2007-08-17 na Wayback Machine-u - Information concerning vaccine research studies
  • This Week in Virology Podcast by Vincent Racaniello