„Picornaviridae“ – Versionsunterschied

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Die Familie der '''Picornaviren''' ('''''Picornaviridae''''') umfasst [[Virushülle|unbehüllte]] [[Viren]] mit einer einzelsträngigen, linearen [[Ribonukleinsäure|RNA]] mit positiver [[Polarität (Virologie)|Polarität]] als [[Genom]]. Die Viren dieser Familie gehören mit einer Größe von 22 bis 30 nm zu den kleinsten Viren, was zur Namensgebung ''pico'' (lat. für ''sehr klein'') und ''rna'' für das Genom führte.
Die Familie der '''Picornaviren''' ('''''Picornaviridae''''') umfasst [[Virushülle|unbehüllte]] [[Viren]] mit einer einzelsträngigen, linearen [[Ribonukleinsäure|RNA]] mit positiver [[Polarität (Virologie)|Polarität]] als [[Genom]]. Die Viren dieser Familie gehören mit einer Größe von 22 bis 30&nbsp;nm zu den kleinsten Viren, was zur Namensgebung ''pico'' (lat. für ''sehr klein'') und ''[[Ribonukleinsäure|rna]]'' für das Genom führte.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Albert Heim |Titel=Picornaviren |Hrsg=Sebastian Suerbaum, Gerd-Dieter Burchard, Stefan H. E. Kaufmann, Thomas F. Schulz |Sammelwerk=Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie |Verlag=Springer-Verlag |Ort= |Datum=2016-08-23 |ISBN=978-3-662-48678-8 |DOI=10.1007/978-3-662-48678-8_55 |Seiten=457-458}}</ref>


Picornaviren kommen bei einer Vielzahl von [[Wirbeltiere]]n vor und verursachen sehr unterschiedliche Erkrankungen, z.&nbsp;B. eine harmlose [[Erkältung]], [[Durchfall]]erkrankungen, [[Schleimhaut]]entzündungen oder Infektionen des [[Zentralnervensystem]]s. Die zahlreichen Arten der Picornaviren werden typischerweise in viele Subtypen unterteilt, da sie sich durch eine große Oberflächenvarianz und die damit einhergehende [[antigen]]etische Variabilität auszeichnen; bislang wurden ca. 370 Typen klassifiziert. Wichtige Vertreter der ''Picornaviridae'' sind beispielsweise beim Menschen das [[Hepatitis-A-Virus]], in der Gattung ''[[Enterovirus]]'' das [[Poliovirus]], die [[Rhinovirus|Rhinoviren]] und die [[Coxsackie-Virus|Coxsackie-Viren]], bei Tieren das ''[[Maul-und-Klauenseuche-Virus]]''.
Picornaviren kommen bei einer Vielzahl von [[Wirbeltiere]]n vor und verursachen sehr unterschiedliche Erkrankungen, z.&nbsp;B. eine harmlose [[Erkältung]], [[Durchfall]]erkrankungen, [[Schleimhaut]]entzündungen oder Infektionen des [[Zentralnervensystem]]s. Die zahlreichen Arten der Picornaviren werden typischerweise in viele Subtypen unterteilt, da sie sich durch eine große Oberflächenvarianz und die damit einhergehende [[antigen]]etische Variabilität auszeichnen; bislang wurden ca. 370 Typen klassifiziert. Wichtige Vertreter der ''Picornaviridae'' sind beispielsweise beim Menschen das [[Hepatitis-A-Virus]], in der Gattung ''[[Enterovirus]]'' das [[Poliovirus]], die [[Rhinovirus|Rhinoviren]] (häufigste Erreger von [[Erkältung|Erkältungskrankheiten]]) und die [[Coxsackie-Virus|Coxsackie-Viren]], bei Tieren das ''[[Maul-und-Klauenseuche-Virus]]''.


== Morphologie ==
== Morphologie ==
Die [[Virion]]en (Viruspartikel) der ''Picornaviridae'' haben eine runde Gestalt und sind etwa 22–30&nbsp;nm im Durchmesser groß. Sie bestehen aus einem unbehüllten, ikosaedrischen Kapsid, das aus vier Virus[[protein]]en VP1, VP2, VP3 und VP4 aufgebaut ist. Bei einigen Virusspezies ist noch ein Vorläuferprotein VP0 in geringen Mengen im Kapsid enthalten, aus dem während der Reifung der Partikel durch [[Proteolyse|proteolytische Spaltung]] die Proteine VP2 und VP4 entstehen. Die vier Strukturproteine VP1-4 bilden zusammen ein Kapsomer, bei dem das VP4 die innere Kapsidseite auskleidet und über seine positiv geladenen [[Aminosäure]]reste mit der viralen RNA assoziiert ist. In einem Picornavirus-Kapsid lagern sich 60 Kapsomere zu einem Ikosaeder ([[Kapsid#Triangulationszahl|T=1]]) zusammen. Die Oberfläche des Virions wird nur von den drei Proteinen VP1-3 gebildet, so dass nur diese für die [[antigen]]etischen Eigenschaften und die Einteilung in [[Serotyp]]en verantwortlich sind.
Die [[Virion]]en (Viruspartikel) der ''Picornaviridae'' haben eine runde Gestalt und sind etwa 22–30&nbsp;nm im Durchmesser groß. Sie bestehen aus einem unbehüllten, ikosaedrischen Kapsid, das aus vier Virus[[protein]]en VP1, VP2, VP3 und VP4 aufgebaut ist. Bei einigen Virusspezies ist noch ein Vorläuferprotein VP0 in geringen Mengen im Kapsid enthalten, aus dem während der Reifung der Partikel durch [[Proteolyse|proteolytische Spaltung]] die Proteine VP2 und VP4 entstehen. Die vier Strukturproteine VP1-4 bilden zusammen ein Kapsomer, bei dem das VP4 die innere Kapsidseite auskleidet und über seine positiv geladenen [[Aminosäure]]reste mit der viralen RNA assoziiert ist. In einem Picornavirus-Kapsid lagern sich 60 Kapsomere zu einem Ikosaeder ([[Kapsid#Triangulationszahl|T=1]]) zusammen. Die Oberfläche des Virions wird nur von den drei Proteinen VP1-3 gebildet, so dass nur diese für die [[antigen]]etischen Eigenschaften und die Einteilung in [[Serotyp]]en verantwortlich sind.


Die Picornaviren sind aufgrund der Abwesenheit einer Virushülle sehr stabil gegenüber Alkoholen ([[Ethanol]], [[2-Propanol]]) und milden [[Detergenzien]] (Seife). Die Spezies der Gattungen ''Enterovirus'' und ''Hepatovirus'' sind darüber hinaus auch in Gegenwart starker Detergentien und längere Zeit bei [[pH-Wert]]en unter 3,0 stabil, was ihnen eine außergewöhnliche Umweltresistenz verleiht. Aufgrund dieser Säurestabilität werden die Viren dieser beiden Gattungen auch durch das saure Milieu im Magen nicht [[Virusinaktivierung|inaktiviert]]; daher geht der Infektionsweg dieser Viren überwiegend über den Verdauungstrakt, von dem aus sie auch weitere Zielorgane ([[Zentralnervensystem|ZNS]], Lunge) erreichen können. Alle anderen säurelabilen Picornaviren infizieren durch [[Tröpfcheninfektion|Tröpfchen-]] und [[Schmierinfektion]] bevorzugt den [[Nasopharynx|Nasen-Rachen-Raum]].
Die Picornaviren sind aufgrund der Abwesenheit einer Virushülle sehr stabil gegenüber Alkoholen ([[Ethanol]], [[2-Propanol]]) und milden [[Detergenzien]] (Seife). Die Spezies der Gattungen ''Enterovirus'' und ''Hepatovirus'' sind darüber hinaus auch in Gegenwart starker Detergentien und längere Zeit bei [[pH-Wert]]en unter 3,0 stabil, was ihnen eine außergewöhnliche Umweltresistenz verleiht. Aufgrund dieser Säurestabilität werden die Viren dieser beiden Gattungen auch durch das saure Milieu im Magen nicht [[Virusinaktivierung|inaktiviert]];<ref name=":0" /> daher geht der Infektionsweg dieser Viren überwiegend über den Verdauungstrakt, von dem aus sie auch weitere Zielorgane ([[Zentralnervensystem|ZNS]], Lunge) erreichen können. Dafür sind Enteroviren empfindlich gegenüber Austrocken sowie mäßigem Erhitzen (50 °C).<ref name=":0" /> Alle anderen säurelabilen Picornaviren infizieren durch [[Tröpfcheninfektion|Tröpfchen-]] und [[Schmierinfektion]] bevorzugt den [[Nasopharynx|Nasen-Rachen-Raum]]. Rhinoviren sind empfindlicher; sie sind nur bei einem pH-Wert von 6,0-7,5 stabil und äußerst temperaturempfindlich.<ref name=":0" />


Das virale [[Genom]] besteht aus einer einzelsträngigen RNA mit positiver [[Polarität (Virologie)|Polarität]]. Die Länge der RNA variiert zwischen den Gattungen von 7,2 ([[Rhinoviren]]) bis 8,5 (''[[Aphthovirus]]'') [[Kilobase|kB]]. Zwischen zwei nichtcodierenden Bereichen am 3'- und {{nowrap|5'-Ende}} liegt ein einziger [[offener Leserahmen]] (ORF) für ein virales Vorläufer-[[Polyprotein]], das noch während der [[Translation (Biologie)|Translation]] in einzelne Virusproteine gespalten wird. Am {{nowrap|3'-Ende}} befindet sich ein für positivsträngige RNA-Viren typischer [[poly-A-Schwanz]]. Der RNA-Abschnitt am {{nowrap|5'-Ende}} vor dem Startcodon ist durch zahlreiche Basenpaarungen innerhalb des RNA-Moleküls zu einer komplexen [[Sekundärstruktur]] gefaltet, die funktionell die Aktivität einer [[IRES (Biologie)|IRES]] (''internal ribosomal entry site'') zeigt. Diese Struktur dient der Initiation der Translation an den [[Ribosom]]en und wurde erstmals bei Picornaviren beschrieben.
Das virale [[Genom]] besteht aus einer einzelsträngigen RNA mit positiver [[Polarität (Virologie)|Polarität]]. Die Länge der RNA variiert zwischen den Gattungen von 7,2 ([[Rhinoviren]]) bis 8,5 (''[[Aphthovirus]]'') [[Kilobase|kB]]. Zwischen zwei nichtcodierenden Bereichen am 3'- und {{nowrap|5'-Ende}} liegt ein einziger [[offener Leserahmen]] (ORF) für ein virales Vorläufer-[[Polyprotein]], das noch während der [[Translation (Biologie)|Translation]] in einzelne Virusproteine gespalten wird. Am {{nowrap|3'-Ende}} befindet sich ein für positivsträngige RNA-Viren typischer [[poly-A-Schwanz]]. Der RNA-Abschnitt am {{nowrap|5'-Ende}} vor dem Startcodon ist durch zahlreiche Basenpaarungen innerhalb des RNA-Moleküls zu einer komplexen [[Sekundärstruktur]] gefaltet, die funktionell die Aktivität einer [[IRES (Biologie)|IRES]] (''internal ribosomal entry site'') zeigt. Diese Struktur dient der Initiation der Translation an den [[Ribosom]]en und wurde erstmals bei Picornaviren beschrieben.

Version vom 9. April 2020, 19:10 Uhr

Picornaviridae

Polioviren im Transmissionselektronenmikroskop

Systematik
Klassifikation: Viren
Realm: Riboviria[1]
Phylum: nicht klassifiziert
Ordnung: Picornavirales
Familie: Picornaviridae
Taxonomische Merkmale
Genom: (+)ssRNA linear
Baltimore: Gruppe 4
Symmetrie: ikosaedrisch
Hülle: keine
Wissenschaftlicher Name
Picornaviridae
Links
NCBI Taxonomy: 12058
ViralZone (Expasy, SIB): 33

Die Familie der Picornaviren (Picornaviridae) umfasst unbehüllte Viren mit einer einzelsträngigen, linearen RNA mit positiver Polarität als Genom. Die Viren dieser Familie gehören mit einer Größe von 22 bis 30 nm zu den kleinsten Viren, was zur Namensgebung pico (lat. für sehr klein) und rna für das Genom führte.[2]

Picornaviren kommen bei einer Vielzahl von Wirbeltieren vor und verursachen sehr unterschiedliche Erkrankungen, z. B. eine harmlose Erkältung, Durchfallerkrankungen, Schleimhautentzündungen oder Infektionen des Zentralnervensystems. Die zahlreichen Arten der Picornaviren werden typischerweise in viele Subtypen unterteilt, da sie sich durch eine große Oberflächenvarianz und die damit einhergehende antigenetische Variabilität auszeichnen; bislang wurden ca. 370 Typen klassifiziert. Wichtige Vertreter der Picornaviridae sind beispielsweise beim Menschen das Hepatitis-A-Virus, in der Gattung Enterovirus das Poliovirus, die Rhinoviren (häufigste Erreger von Erkältungskrankheiten) und die Coxsackie-Viren, bei Tieren das Maul-und-Klauenseuche-Virus.

Morphologie

Die Virionen (Viruspartikel) der Picornaviridae haben eine runde Gestalt und sind etwa 22–30 nm im Durchmesser groß. Sie bestehen aus einem unbehüllten, ikosaedrischen Kapsid, das aus vier Virusproteinen VP1, VP2, VP3 und VP4 aufgebaut ist. Bei einigen Virusspezies ist noch ein Vorläuferprotein VP0 in geringen Mengen im Kapsid enthalten, aus dem während der Reifung der Partikel durch proteolytische Spaltung die Proteine VP2 und VP4 entstehen. Die vier Strukturproteine VP1-4 bilden zusammen ein Kapsomer, bei dem das VP4 die innere Kapsidseite auskleidet und über seine positiv geladenen Aminosäurereste mit der viralen RNA assoziiert ist. In einem Picornavirus-Kapsid lagern sich 60 Kapsomere zu einem Ikosaeder (T=1) zusammen. Die Oberfläche des Virions wird nur von den drei Proteinen VP1-3 gebildet, so dass nur diese für die antigenetischen Eigenschaften und die Einteilung in Serotypen verantwortlich sind.

Die Picornaviren sind aufgrund der Abwesenheit einer Virushülle sehr stabil gegenüber Alkoholen (Ethanol, 2-Propanol) und milden Detergenzien (Seife). Die Spezies der Gattungen Enterovirus und Hepatovirus sind darüber hinaus auch in Gegenwart starker Detergentien und längere Zeit bei pH-Werten unter 3,0 stabil, was ihnen eine außergewöhnliche Umweltresistenz verleiht. Aufgrund dieser Säurestabilität werden die Viren dieser beiden Gattungen auch durch das saure Milieu im Magen nicht inaktiviert;[2] daher geht der Infektionsweg dieser Viren überwiegend über den Verdauungstrakt, von dem aus sie auch weitere Zielorgane (ZNS, Lunge) erreichen können. Dafür sind Enteroviren empfindlich gegenüber Austrocken sowie mäßigem Erhitzen (50 °C).[2] Alle anderen säurelabilen Picornaviren infizieren durch Tröpfchen- und Schmierinfektion bevorzugt den Nasen-Rachen-Raum. Rhinoviren sind empfindlicher; sie sind nur bei einem pH-Wert von 6,0-7,5 stabil und äußerst temperaturempfindlich.[2]

Das virale Genom besteht aus einer einzelsträngigen RNA mit positiver Polarität. Die Länge der RNA variiert zwischen den Gattungen von 7,2 (Rhinoviren) bis 8,5 (Aphthovirus) kB. Zwischen zwei nichtcodierenden Bereichen am 3'- und 5'-Ende liegt ein einziger offener Leserahmen (ORF) für ein virales Vorläufer-Polyprotein, das noch während der Translation in einzelne Virusproteine gespalten wird. Am 3'-Ende befindet sich ein für positivsträngige RNA-Viren typischer poly-A-Schwanz. Der RNA-Abschnitt am 5'-Ende vor dem Startcodon ist durch zahlreiche Basenpaarungen innerhalb des RNA-Moleküls zu einer komplexen Sekundärstruktur gefaltet, die funktionell die Aktivität einer IRES (internal ribosomal entry site) zeigt. Diese Struktur dient der Initiation der Translation an den Ribosomen und wurde erstmals bei Picornaviren beschrieben.

Systematik

Die folgende Systematik entspricht dem ICTV-Stand vom November 2018,[3][4] ergänzt um die vorgeschlagene Einteilung in sog. Supergruppen (im Rang von Unterfamilien) und weitere vorgeschlagene Gattungen (in Anführungszeichen).[5] Es sit nur eine kleine Auswahl von Spezies angegeben.

  • Familie Picornaviridae
  • ‚Supergruppe 1‘
  • Spezies Cardiovirus A (mit Encephalomyocarditis virus = ECM-Virus, Mengovirus)
  • Spezies Cardiovirus B (mit Theiler's murine encephalomyeltits virus = TMEV, Theilovirus)
  • Spezies Cardiovirus C (mit Boone Cardiovirus = BCV)
  • ‚Supergruppe 2‘
  • ‚Supergruppe 3‘
  • ‚Supergruppe 4‘
  • ‚Supergruppe 5‘
  • ‚Supergruppe 6‘
  • ohne zugeordnete Supergruppe

Zur Virusfamilie Picornaviridae werden auch folgende Virusspezies gerechnet, die jedoch noch keiner Gattung zugeordnet sind:[9][10][11]

Die Familie Picornaviridae teilt sehr viele Eigenschaften wie beispielsweise die Kapsidarchitektur, die Genomorganisation und phylogenetisch sehr ähnliche virale Proteine mit anderen Virusfamilien. Die Gesamtheit dieser ähnlichen Virusgruppen hat man als Picornavirus-Supergruppe bezeichnet. Aus dieser Gruppe soll die Virusordnung Picornavirales der Picornaviridae hervorgehen.[17]

Quellen

  1. ↑ ICTV Master Species List 2018b v1 MSL #34, Feb. 2019
  2. ↑ a b c d Albert Heim: Picornaviren. In: Sebastian Suerbaum, Gerd-Dieter Burchard, Stefan H. E. Kaufmann, Thomas F. Schulz (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie. Springer-Verlag, 2016, ISBN 978-3-662-48678-8, S. 457–458, doi:10.1007/978-3-662-48678-8_55.
  3. ↑ ICTV: Master Species List 2018a v1, MSL including all taxa updates since the 2017 release. Fall 2018 (MSL #33)
  4. ↑ ViralZone: ICTV 2016 Master Species List #31 with Acronyms, (Excel XLSX), SIB Swiss Institute of Bioinformatics
  5. ↑ Genus supergroups, The Picornavirus Pages (2006–2019), The Pirbright Institute, UK
  6. ↑ SIB: Cardiovirus, auf: ViralZone
  7. ↑ NCBI: Cardiovirus (genus)
  8. ↑ SIB: Hepatovirus, auf: ViralZone
  9. ↑ a b c d e f g h i j k ICTV: Family - Picornaviridae (2012) und Picornaviridae (2011), Virus Taxonomy: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses
  10. ↑ a b c Nick J. Knowles: A Pan-Picornavirus RT-PCR: Identification of Novel Picornavirus Species, Institute for Animal Health (IAH), Pirbright Laboratory, Pirbright, Woking, Surrey, UK (undatiert)
  11. ↑ a b c d e f g h i j k l m n o p q r ABAS: TRBA 462 „Einstufung von Viren in Risikogruppen“, Technische Regeln für Biologische Arbeitsstoffe, Nr. 462, GMBl Nr. 15–20 vom 25. April 2012, letzte Änderung: 3. Juli 2018
  12. ↑ Thomas J. Divers et al.: New Parvovirus Associated with Serum Hepatitis in Horses after Inoculation of Common Biological Product, in: Emerg Infect Dis. 24(2), Februar 2018, S. 303–310, doi:10.3201/eid2402.171031
  13. ↑ a b c d e f Avian PLV, auf: The Picornavirus Pages
  14. ↑ Sjaak de Wit, Carla Schrier, Gerdy Ten Dam, Yvonne Biermann, Ineke Verstegen, Frans Edens: Detection and characterisation of a new astrovirus in chicken and turkeys with enteric and locomotion disorders, in: Avian Pathology, Taylor & Francis, 2011, S. 1ff, doi:10.1080/03079457.2011.596813, hal-00720583 (Preprint)
  15. ↑ S. J. Anthony, J. A. St. Leger, E. Liang, A. L. Hicks, M. D. Sanchez-Leon, K. Jain, J. H. Lefkowitch, I. Navarrete-Macias, N. Knowles, T. Goldstein, K. Pugliares, H. S. Ip, T. Rowles, and W. I. Lipkina: Discovery of a Novel Hepatovirus (Phopivirus of Seals) Related to Human Hepatitis A Virus, in: mBio. 2015 Jul-Aug; 6(4): e01180-15. , doi: 10.1128/mBio.01180-15
  16. ↑ Andi Krumbholz, Marco Groth, Jan Esefeld, Hans-Ulrich Peter, Roland Zell: Genome Sequence of a Novel Picorna-Like RNA Virus from Feces of the Antarctic Fur Seal (Arctocephalus gazella), in: Genome Announc. 2017 Sep; 5(36): e01001-17. doi:10.1128/genomeA.01001-17
  17. ↑ Eugene V. Koonin, Valerian V. Dolja, Mart Krupovic: Origins and evolution of viruses of eukaryotes: The ultimate modularity, in: Virology vom Mai 2015; 479-480. 2–25, Epub 12. März 2015, PMC 5898234 (freier Volltext), PMID 25771806

Literatur

  • G. Stanway, F. Brown et al.: Picornaviridae. In: C.M. Fauquet, M.A. Mayo et al.: Eighth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses, London, San Diego, 2005, S. 757–778
  • David M. Knipe, Peter M. Howley et al. (Hrsg.): Fields' Virology, 4. Auflage, Philadelphia 2001
  • S. Mordow, D. Falke: Molekulare Virologie, Spektrum Akad. Verlag, Heidelberg, Berlin 1997
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