Paramyxoviridae - Paramyxoviridae

Paramyxoviridae
12985 2019 1136 Рис1 HTML.webp
Вирус чумы собак (CDV) вирион и организация генома
Классификация вирусов е
(без рейтинга):Вирус
Область:Рибовирия
Королевство:Орторнавиры
Тип:Негарнавирикота
Класс:Monjiviricetes
Заказ:Mononegavirales
Семья:Paramyxoviridae
Подсемейства

Paramyxoviridae это семья отрицательно-смысловой, одноцепочечный РНК-вирусы в порядке Mononegavirales. Позвоночные служат естественными хозяевами; никакие известные растения не служат переносчиками.[1] Paramyxoviridae имеет четыре подсемейства, 17 родов и 77 видов, три рода из которых не отнесены к подсемейству.[2] Заболевания, связанные с этой семьей, включают: корь, свинка и инфекции дыхательных путей.[3][4]

Структура

Вирионы имеют оболочку, могут быть сферическими или плеоморфными и способны продуцировать нитчатые вирионы. Диаметр около 150 нм. Геномы линейны, длиной около 15 килобайт.[5][3] Белки слияния и белки прикрепления появляются в виде шипов на поверхности вириона. Белки матрицы внутри оболочки стабилизируют структуру вируса. Ядро нуклеокапсида состоит из геномной РНК, белков нуклеокапсида, фосфопротеинов и белков полимеразы.

Геном

Структура генома парамиксовируса

В геном представляет собой несегментированную РНК с отрицательным смыслом, длиной 15–19 тыс. пар оснований и содержащую от 6 до 10 генов. Экстрацистронные (некодирующие) области включают:

  • 3 ’лидерная последовательность, 50 нуклеотиды по длине, которая действует как транскрипционный промоутер.
  • 5 ’концевая последовательность длиной 50–161 нуклеотид
  • Межгеномные области между каждым ген, которые составляют три нуклеотида для морбилливирусов, респираровирусов и генипавирусов и переменной длины (от одного до 56 нуклеотидов) для рубулавирусов.

Каждый ген содержит сигналы начала / остановки транскрипции в начале и в конце, которые транскрибируются как часть гена.

Последовательность гена в геноме сохраняется во всем семействе из-за явления, известного как транскрипционная полярность (см. Mononegavirales ), в которых гены, расположенные ближе всего к 3 ’концу генома, транскрибируются в большем количестве, чем гены к 5’ концу. Это результат структуры генома. После того, как каждый ген транскрибируется, РНК-зависимая РНК-полимераза делает паузу, чтобы высвободить новую мРНК, когда она встречает межгенную последовательность. Когда полимераза РНК приостановлена, существует шанс, что она отделится от генома РНК. Если он диссоциирует, он должен повторно войти в геном в лидерной последовательности, а не продолжать транскрибировать длину генома. В результате чем дальше идут гены от лидерной последовательности, тем меньше они будут транскрибироваться РНК-полимеразой.

Доказательства наличия единственной модели промотора были подтверждены при воздействии на вирусы УФ-излучения. УФ-излучение может вызвать димеризацию РНК, что препятствует транскрипции РНК-полимеразой. Если вирусный геном следует модели с множественными промоторами, уровень ингибирования транскрипции должен коррелировать с длиной гена РНК. Однако лучше всего геном описывался с помощью одной модели промотора. Когда геном парамиксовируса подвергался воздействию ультрафиолетового света, уровень ингибирования транскрипции был пропорционален расстоянию от лидерной последовательности. То есть, чем дальше ген от лидерной последовательности, тем больше вероятность того, что димеризация РНК ингибирует РНК-полимеразу.

Вирус использует модель единственного промотора, располагая его гены в относительном порядке белков, необходимых для успешного заражения. Например, нуклеокапсидный белок N необходим в большем количестве, чем РНК-полимераза L.

Вирусы в Paramyxoviridae семейства также являются антигенно стабильными, что означает, что гликопротеины вирусов согласованы между разными штаммами одного и того же типа. Выдвигаются две причины этого явления: первая состоит в том, что геном не сегментирован, поэтому не может подвергаться генетическая перегруппировка. Для этого процесса сегменты, необходимые для повторной сортировки, происходят, когда сегменты из разных штаммов смешиваются вместе для создания нового штамма. Без сегментов ничего нельзя смешивать друг с другом, поэтому нет антигенный сдвиг происходит. Вторая причина связана с идеей антигенный дрейф. Поскольку РНК-зависимая РНК-полимераза не имеет функции проверки ошибок, многие мутации происходят при процессинге РНК. Эти мутации накапливаются, и в конечном итоге создаются новые штаммы. Исходя из этой концепции, можно было бы ожидать, что парамиксовирусы не должны быть антигенно стабильными; однако, как представляется, верно обратное. Основная гипотеза, лежащая в основе антигенной стабильности вирусов, заключается в том, что каждый белок и аминокислота выполняют важную функцию. Таким образом, любая мутация приведет к снижению или полной потере функции, что, в свою очередь, сделает новый вирус менее эффективным. Эти вирусы не смогут выжить так долго, как более вирулентные штаммы, и поэтому вымрут.

Геномы многих парамиксовирусов следуют "правило шести". Общая длина генома почти всегда кратна шести. Вероятно, это связано с преимуществом связывания всей РНК с белком N (поскольку N связывает гексамеры РНК). Если оставить РНК открытой, вирус не будет эффективно реплицироваться. Последовательность гена:

  • Нуклеокапсид - фосфопротеин - матрица - слияние - прикрепление - большой (полимераза)

Белки

Paramyxoviridae вирион иллюстрация
  • N - белок нуклеокапсида связывается с геномной РНК (одна молекула на гексамер) и защищает РНК от расщепления нуклеазами
  • п - фосфопротеин связывается с белками N и L и является частью РНК-полимеразного комплекса
  • M - матричный белок собирается между оболочкой и ядром нуклеокапсида, он организует и поддерживает структуру вириона
  • F - гибридный белок выступает с поверхности оболочки как тример и опосредует запись в ячейку путем индуцирования слияния вирусной оболочки и клеточной мембраны путем слияния класса I. Одной из определяющих характеристик представителей семейства Paramyxoviridae является потребность в нейтральном pH для фузогенной активности.
  • ЧАС/HN/грамм - белки прикрепления клеток охватывают вирусную оболочку и выступают с поверхности в виде шипов. Они связываются с белками на поверхности клеток-мишеней, чтобы облегчить проникновение в клетки. Белки обозначены H (гемагглютинин ) для морбилливирусов, поскольку они обладают гемагглютинация активность, наблюдаемая как способность вызывать слипание красных кровяных телец в лабораторных исследованиях. HN (Гемагглютинин-нейраминидаза ) белки прикрепления встречаются у респиравирусов, рубулавирусов и авулавирусов. Они обладают как гемагглютинацией, так и нейраминидаза активность, которая расщепляет сиаловую кислоту на поверхности клетки, предотвращая повторное прикрепление вирусных частиц к ранее инфицированным клеткам. Прикрепляющие белки без активности гемагглютинации и нейраминидазы обозначены G (гликопротеин ). Они встречаются у вирусов генипавируса.
  • L - большой белок является каталитической субъединицей РНК-зависимая РНК-полимераза (RDRP)
  • Дополнительные белки - механизм, известный как редактирование РНК (см. Mononegavirales ) позволяет продуцировать несколько белков из гена P. Они не важны для репликации, но могут способствовать выживанию in vitro или могут участвовать в регуляции переключения с синтеза мРНК на антигеном синтез.

Жизненный цикл

Репликация вирус чумы собак (CDV) цикл.

Вирусная репликация цитоплазматический. Проникновение в хозяйскую клетку достигается прикреплением вируса к хозяйской клетке. Репликация следует модели репликации вируса с отрицательной цепью РНК. Транскрипция вируса с отрицательной цепью РНК с использованием полимеразного заикания является методом транскрипции. Перевод происходит методом дырявого сканирования, рибосомное шунтирование, и терминация-повторная инициация РНК. Вирус выходит из клетки-хозяина почкованием. Естественными хозяевами служат люди, позвоночные и птицы. Путь передачи - частицы в воздухе.[3]

В Paramyxoviridae могут подвергаться редактированию мРНК, которое производит разные белки из одного и того же транскрипта мРНК, сдвигая назад одно основание для считывания в другой открытой рамке считывания (ORF ) из-за наличия вторичных структур, таких как псевдоузлы. Paramyxoviridae также претерпевают заикание трансляции для образования поли (А) хвоста на конце транскриптов мРНК, многократно перемещаясь назад по одному нуклеотиду за раз в конце матрицы РНК.[нужна цитата ]

Таксономия

Филогенетическое дерево парамиксовирусов[6]

Семья: Paramyxoviridae[2]

Подсемейство: Avulavirinae, который содержит три рода и 21 вид
Подсемейство: Metaparamyxovirinae, который содержит один род и один вид
Подсемейство: Orthoparamyxovirinae, который насчитывает восемь родов и 34 вида
Подсемейство: Rubulavirinae, который содержит два рода и 18 видов
Неназначенные роды:
Циноглоссвирус
Гоплихтисвирус
Сколиодонвирус

Патогенные парамиксовирусы

Парамиксовирусы вызывают ряд серьезных заболеваний человека. К ним относятся свинка, а также корь, в результате чего в 2000 году погибло около 733 000 человек.[7]

В вирусы парагриппа человека (HPIV) - вторая по частоте причина заболеваний дыхательных путей у младенцев и детей. Существует четыре типа HPIV, известных как HPIV-1, HPIV-2, HPIV-3 и HPIV-4. ВПЧ-1 и ВПЧ-2 могут вызывать симптомы простуды, а также круп у детей. HPIV-3 связан с бронхиолит, бронхит, и пневмония. HPIV-4 встречается реже, чем другие типы, и, как известно, вызывает легкие и тяжелые заболевания дыхательных путей.[8]

Парамиксовирусы также несут ответственность за ряд заболеваний у других видов животных, например вирус чумы собак (собаки ), вирус чумки фосин (уплотнения ), морбилливирус китообразных (дельфины и морские свиньи ), Вирус болезни Ньюкасла (птицы ), и вирус чумы крупного рогатого скота (крупный рогатый скот ). Некоторые парамиксовирусы, такие как генипавирусы, являются зоонозный патогены, встречающиеся в природе в организме животного-хозяина, но также способные инфицировать людей.

Вирус Хендра (HeV) и вирус Нипах (NiV) в роду Генипавирус появились у людей и домашнего скота в Австралия и юго-восток Азия. Оба вируса заразительный, очень ядовитый и способны инфицировать ряд видов млекопитающих и вызывать потенциально смертельные заболевания. Из-за отсутствия лицензионного вакцина или противовирусная терапия, HeV и NiV обозначаются как Уровень биобезопасности (BSL) 4 агенты. Геномная структура обоих вирусов аналогична типичной парамиксовирусу.[9]

Разнообразие и эволюция

За последние несколько десятилетий парамиксовирусы были обнаружены у наземных, летучих и водных животных, что продемонстрировало широкий диапазон хозяев и большое генетическое разнообразие вирусов. По мере развития молекулярных технологий и внедрения программ вирусного надзора обнаружение новых вирусов в этой группе увеличивается.[4]

Эволюция парамиксовирусов все еще обсуждается. Использование пневмовирусов (мононегавирусное семейство Пневмовирусы ) как внешнюю группу, парамиксовирусы можно разделить на две клады: одну, состоящую из авулавирусов и рубулавирусов, и другую, состоящую из респиравирусов, генипавирусов и морбилливирусов.[10] Во втором кладе респираторовирусы составляют базальную группу. Клада респиравирус-генипавирус-морбилливирус может быть базальной кладой авулавируса-рубулавируса.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Области вирусологии. Филдс, Бернард Н., Книп, Дэвид М. (Дэвид Махан), 1950-, Хоули, Питер М. (6-е изд.). Филадельфия: Wolters Kluwer Health / Lippincott Williams & Wilkins. 2013. с. 883. ISBN  9781451105636. OCLC  825740706.CS1 maint: другие (ссылка на сайт)
  2. ^ а б «Таксономия вирусов: выпуск 2019 г.». talk.ictvonline.org. Международный комитет по таксономии вирусов. Получено 8 мая 2020.
  3. ^ а б c «Вирусная зона». ExPASy. Получено 15 июн 2015.
  4. ^ а б Самал, СК, изд. (2011). Биология парамиксовирусов. Caister Academic Press. ISBN  978-1-904455-85-1.
  5. ^ Рима, Б; Балкема-Бушманн, А; Дандон, WG; Duprex, P; Истон, А; Фушье, Р. Курат, G; Lamb, R; Ли, Б; Рота, П; Ван, Л; Консорциум отчетов ICTV (декабрь 2019 г.). "Профиль таксономии вирусов ICTV: Paramyxoviridae". Журнал общей вирусологии. 100 (12): 1593–1594. Дои:10.1099 / jgv.0.001328. PMID  31609197.
  6. ^ Марш Г.А., де Йонг С., Барр Дж. А., Такеджиан М., Смит К., Миддлтон Д., Ю М., Тодд С., Фоорд А. Дж., Харинг В., Пейн Дж., Робинсон Р., Броз I, Крамери Дж., Филд HE, Ван Л. Ф. (2012 ). «Кедровый вирус: новый генипавирус, выделенный из австралийских летучих мышей». Патогены PLOS. 8 (8): e1002836. Дои:10.1371 / journal.ppat.1002836. ЧВК  3410871. PMID  22879820.
  7. ^ «Глобальная смертность от кори, 2000–2008 гг.». www.cdc.gov.
  8. ^ "CDC - HPIVs - Обзор вирусов парагриппа человека". www.cdc.gov. Получено 19 сентября, 2014.
  9. ^ Саватский (2008). «Хендра и Нипах Вирус». Вирусы животных: молекулярная биология. Caister Academic Press. ISBN  978-1-904455-22-6.
  10. ^ Маккарти AJ, Гудман SJ (январь 2010 г.). «Переоценка противоречивых историй эволюции Paramyxoviridae и происхождения респиравирусов с байесовской мультигенной филогенией». Заразить. Genet. Evol. 10 (1): 97–107. Дои:10.1016 / j.meegid.2009.11.002. PMID  19900582.

внешняя ссылка