4.3. Классификация на основе морфологии вирусных частиц

Когда вирусные частицы были рассмотрены в электронном микроскопе, классификация групп вирусов на основании наблюдаемой формы или морфологии вириона оказалась относительно простой. Ключевой структурной особенностью является наличие или отсутствие липидной оболочки у вирусной частицы (слайд). Если вирион не имеет оболочки, то возможны три морфологические категории: является ли он изометрическим, нитчатым или комплексным. Изометрические вирусы, которые имеют округлую форму, подразделяются на истинно икосаэдрические и икосадельтаэдры, которые имеют симметрию икосаэдра. Нитчатые вирусы имеют простую спиральную морфологию. Комплексные вирусы не имеют ясного сходства с изометрическими или нитчатыми. Комплексная структура вирусной частицы может быть представлена комбинацией изометрического и нитчатого компонента, как например у бактериофага Т2, или не иметь соответствия простым геометрическим правилам и представлять собой неправильную форму. У вирионов с оболочкой дальнейшие уровни классификации возможны при описании нуклеокапсида, находящегося внутри оболочки. Нуклеокапсид может быть изометрическим или спиральным.

Хотя классификация на основе морфологии простая и учитывает не меняющиеся особенности вирусов, она встречается с некоторыми препятствиями. Прежде всего, морфология вирусной частицы ничего не может сообщить нам относительно молекулярной биологии и патологии вирусных частиц, имеющих подобную форму. Например, две частицы одинаковой формы могут иметь кардинально различающиеся другие фундаментальные характеристики. Несмотря на это, первичное описание вируса по морфологии его вириона остается общим принятым подходом.

4.4. Классификация на основе нуклеиновых кислот

Нуклеиновая кислота вируса содержит всю необходимую информацию, необходимую для образования новых вирусных частиц. Тогда как для всех живых систем стандартная форма генетического материала представляет собой двухцепочечную ДНК, вирусы содержат разнообразный набор форм и состава нуклеиновых кислот. Ключевым аспектом этой схемы классификации является то, что она рассматривает природу вирусного генома с точки зрения механизмов, используемых для репликации нуклеиновой кислоты и транскрипции кодируемых мРНК белков. Вирусы используют четыре возможных типа нуклеиновых кислот: одноцепочечную ДНК, одноцепочечную РНК, двухцепочечную ДНК, двухцепочечную РНК.

Классификация Балтимора

Как говорилось ранее, вирусы проявляют удивительное разнообразие в отношении их морфологии, структуры генома, способа инфицирования, круга хозяев, тканевого тропизма, типов вызываемых заболеваний и т.д. Хотя каждое из этих свойств можно использовать для разделения вирусов на группы, однако если в основу классификации положить один или даже два этих параметра, это не приведет к системе, в которой изучение одного вируса конкретной группы позволяет сделать обобщение на других членов той же самой группы.

Кроме этого, подобная классификация не создаст хорошей основы для унифицированного обсуждения процесса репликации вирусов. Для решения этой проблемы, лауреат Нобелевской премии Дэвид Балтимор в 1971 году предложил классификацию, которая включает все вирусы, в основе которой лежит природа их генома и способ их репликации и экспрессии генов. Эта система позволяет делать выводы и предсказывать фундаментальные особенности всех вирусов в пределах каждой группы.

Исходно классификация Балтимора базировалась на фундаментальном значении матричных РНК в цикле репликации вируса. Вирусы не содержат молекул, необходимых для трансляции мРНК, и используют клетку-хозяина для обеспечения этого процесса. Таким образом, вирусы вынуждены синтезировать мРНК, которые будут распознаваться рибосомами клетки хозяина. В классификации Балтимора, вирусы группируются согласно используемым механизмам синтеза мРНК (слайд). По принятому соглашению, все мРНК называют положительно-смысловыми РНК или (+)РНК. Нити ДНК или РНК, которые являются комплементарными мРНК, называют отрицательно-смысловыми или (–)РНК . С использованием исходной схемы Балтимора с учетом современных данных и природы вирусных геномов в классификации Балтимора выделяют семь групп (классов) вирусов (слайд):