Virus (biologie)

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Een virus bestaat uit erfelijk materiaal in een omhulsel dat in staat is zich voort te planten door gebruik te maken van het reproductieapparaat van levende organismen. Veelal zijn virussen sterk gespecialiseerd op een (type) gastheer. Daar ze geen eigen voortplantingsapparaat hebben en geen eigen stofwisseling, zijn ze volledig afhankelijk van andere organismen en als zodanig voldoen ze niet aan alle gebruikelijke criteria voor de definitie van leven. Virussen kunnen zich van generatie tot generatie wel veranderen en ondergaan evolutie. Een virusinfectie verloopt volgens een heel ander mechanisme dan een bacteriële- of schimmelinfectie en kan niet met antibiotica worden bestreden. Er zijn stoffen die specifiek de werking van sommige (typen) virussen verstoren en als geneesmiddel kunnen worden ingezet.

De typische diameter van een virus is tussen de 20 en 300 nanometer.

Onderdelen van een virus[bewerken]

Schematische weergave van een bacteriofaag.

Een virus bestaat uit de volgende onderdelen (van buiten naar binnen):

  • Een enveloppe: (alleen bij dierlijke virussen voorkomend) dit is een membraan rond het nucleocapside.
  • Een eiwitmantel: (ook wel capside genoemd) dit is de buitenwand van het virus en beschermt het virus tegen vernietiging door antilichamen, ook speelt de eiwitmantel een rol bij het binnendringen van de gastheercel. De eiwitmantel is opgebouwd uit capsomeren.
  • Het nucleïnezuur: het erfelijk materiaal van het virus, bestaande uit DNA of RNA.

Deze laatste twee vormen samen het nucleocapside.

Voortplanting[bewerken]

Als ultieme parasiet heeft het virus voor de voortplanting de hulp nodig van een gastheerorganisme. Een virus koppelt zich aan een cel, en injecteert daarin het eigen erfelijk materiaal of versmelt met de cel. Daarbij worden ook enkele virale enzymen in de cel binnengebracht. Elk virus kent een specifieke celsoort waarmee de interactie wordt aangegaan; er is een nauwe range van gastheren. De eiwitmantel van het virus en antigenen op de cel zorgen ervoor dat het virus aan een specifieke gastheercel hecht. Binnen in de gastheercel geeft het erfelijk materiaal van het virus de opdracht om nieuwe virussen te maken. Een virus kan zich alleen vermenigvuldigen als het zich in een (gastheer)cel bevindt en dat proces leidt in veel gevallen tot de dood van de gastheercel. Daarbij komen de nieuwe virussen vrij en kunnen opnieuw cellen aanvallen.

Als twee virussen op hetzelfde moment dezelfde gastheercel infecteren (virus A en virus B), spreken we van 'virale seks', de virussen planten zich echter nog steeds voort op de manier hierboven beschreven, enkel worden de nucleïnezuren van beide virussen (A en B) gemengd en ontstaat er geheel nieuwe virussen (C).

Virussen kunnen zich lythisch of lysogenisch reproduceren. Lythische reproductie houdt in dat de gastheercel nieuwe virussen zal aanmaken en zal uiteindelijk zal sterven. Lysogenische reproductie houdt in dat het virus zich zal nestelen in de gastheercel en elke keer als de gastheercel zich vermenigvuldigt (d.m.v. mitose) zullen de virale nucleïnezuren zich ook vermenigvuldigen, het virus zorgt echter niet direct voor de dood van de gastheercel, het virus kan uitbreken wanneer het immuunsysteem verzwakt is (het herpesvirus doet aan lysogenische reproductie en breekt uit wanneer het immuunsysteem verzwakt is en zorgt voor de fameuze koortsblaasjes), maar het virus kan o.a. door UV-straling en door verscheidene chemicaliën uitbreken.

Antivirale middelen[bewerken]

Antivirale middelen werken doordat zij het koppelen van virussen aan de gastheercel bemoeilijken of doordat ze de werking van de virale enzymen in de gastheercel onderbreken. Die enzymen spelen een rol bij het kapen van het voortplantingsmechanisme van de gastheer.

Virussen: levend of niet?[bewerken]

Er is meer wetenschappelijk onderzoek nodig naar het mogelijke leven naar virussen, hieronder worden enkele pro- en contra-argumenten aangehaald over het leven van virussen.

  • (A) Bewijzen dat een virus niet leeft:
    • (1a) Een levend organisme moet voldoen aan 7 criteria om te worden beschouwd als een levend organisme, namelijk: homeostase, organisatie, metabolisme, groei, evolutie en voortplanting. Virussen voldoen maar aan 6 van deze criteria.[1]
    • (2a) Virussen zijn buiten een gastheercel inactief. Gedurende deze tijd buiten een gastheercel wordt er geen biologische activiteit waargenomen. [2]
    • (3a) Virussen zijn afhankelijk van de stofwisseling van de gastheercel.
    • (4a) Virussen hebben een levende cel nodig om zich te vermenigvuldigen en te overleven.
    • (5a) Virussen zijn niet-cellulair.
    • (6a) Virussen hebben geen stofwisseling.
  • (B) Bewijzen dat een virus leeft:
    • (1b) Een virus doet aan endocytose.
    • (2b) Wanneer virussen de gastheercel binnenkomen, wordt het viraal nucleïnezuur actief. Het virus is echter afhankelijk van de stofwisseling van de cel.
    • (3b) Vanuit een medisch standpunt worden virussen als levend gezien omdat de zij pathogeen kunnen zijn en infectie en ziekte bij de mens veroorzaken.
    • (4b) “Veel organismen hebben andere organismen nodig om in leven te blijven, waaronder bacteriën die in cellen leven,” stelt onderzoeker Arshan Nasir. Dit spreekt tegen dat virussen niet-levend zijn omdat ze een cel nodig hebben om te overleven.[3]
    • (5b) “Het mimivirus heeft daarentegen wel een soort van stofwisseling.”
    • (6b) “Het virus onderscheidt zich van andere virussen door zijn grote genoom. Daarnaast codeert het virus voor bepaalde producten die niet eerder bij een ander virus zijn waargenomen gecodeerd te zijn. Zo bezit het mimivirus genen die coderen voor nucleotide en aminozuursynthese. Dit zijn genen die zelfs bepaalde intracellulaire bacteriën niet hebben.”, dit is bewijs voor het leven van mimivirussen.
    • (7b) Virussen evolueren.
    • (8b) Dit bewijs steunt op het bewijs dat virussen kunnen evolueren [zie (7b)], een virus die bacteriofagen aanvalt is in staat het immuunsysteem van de bacteriofaag te deactiveren en zelf het immuunsysteem overnemen. Verdere studies moeten nog onderzoeken hoe die bacteriofaag dat kon. [4]
    • (9b) Dit bewijs steunt op het bewijs dat virussen kunnen evolueren [zie (7b)]. Evolueren kunnen twee contexten hebben, context 1 is al besproken in (8b), de andere context is dat virussen evolueren omdat sommigen (enorm snel) muteren (namelijk, de erfelijke eigenschappen van het genoom veranderen).[5]
  • (C) Overige relevante informatie:
    • (1c) Brian WJ Mahy van de Center of Disease Controls heeft gezegd: “Virussen leiden een soort ‘geleend leven’.”, omdat ze afhankelijk zijn van een externe gastheercel maar toch biologische activiteit vertonen in een gastheercel.
    • (2c) “Virussen zijn parasieten die niet op hun eentje kunnen leven, maar een gastheercel nodig hebben om te overleven.”

Wij hebben nog geen 'perfecte' definitie van leven, dus kunnen we nog niet zeggen of virussen leven. Het enige waar we zeker over kunnen zijn is dat er meer wetenschappelijk onderzoek nodig is, zowel naar virussen als naar een betere definitie van leven.

Classificatie[bewerken]

ICTV classificatie[bewerken]

De algemene taxonomische structuur
naam
uitgang aantal in 2013
-virales
-viridae
-virinae
-virus
-virus
7
103
22
455
2828

De International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV)[6] ontwikkelde het huidige classificatiesysteem en schreef richtlijnen die een groter belang stelden aan bepaalde viruseigenschappen met een daaraan gekoppelde indeling in families. Een uniforme taxonomie werd vastgelegd. Het 7e ICTV rapport formaliseerde voor het eerst een concept waarin de virussoort de laagste taxonomische rang werd in de hiërarchische indeling van virale taxa.[7] Op dit moment is echter slechts een klein deel van de totale diversiteit aan virussen bestudeerd. Bij analyses van monsters van mensen is ongeveer 20% van de virussen nog niet eerder gezien en van de monster uit het milieu, zoals uit zeewater en sedimenten uit de oceaan, is de grote meerderheid van sequenties volledig nieuw.[8]

In 2013 onderscheidde het "International Comittee on Taxonomy of Viruses" 2828 soorten virussen in 455 geslachten, 103 families en 7 ordes.

Indeling van virussen naar hun DNA/RNA[bewerken]

De Baltimoreclassificatie van virussen is gebaseerd op het mechanisme van mRNA productie.

David Baltimore (bioloog en Nobelprijswinnaar) ontwierp het classificatiesysteem van Baltimore.[9] Het ICTV classificatiesysteem maakt in de huidige virusclassificatie gebruikt van het Baltimore classificatiesysteem.[10][11][12]

De Baltimoreclassificatie van virussen is gebaseerd op het mechanisme van mRNA-productie. Virussen moeten mRNA's kunnen genereren uit hun genoom om eiwitten te kunnen produceren en zichzelf te kunnen repliceren, maar hiervoor bestaan verschillende mechanismen. Virale genomen kunnen enkelstrengs (ss) of dubbelstrengs (ds) zijn, RNA of DNA en kunnen wel of niet reverse-transcriptase (RT) bevatten. Bovendien kunnen ssRNA-virussen direct of indirect infectieus zijn.

De Baltimoreclassificatie plaatst virussen in zeven groepen:

Klasse Omschrijving
I Dubbelstrengs DNA, cytoplasmatisch gerepliceerd. (bijv. Adenovirussen, Herpesvirussen en Poxviridae)
II Enkelstrengs DNA, waarvan na infectie de complementaire streng gesynthetiseerd wordt. Er is maar 1 familie binnen deze klasse: de parvoviridae. (bijv.Parvovirose)
III Dubbelstrengs RNA. (bijv. Reovirus)
IV Enkelstrengs positief (sense) RNA, direct infectieus. (bijv. Picornavirus en Togaviridae)
V Enkelstrengs negatief RNA, niet direct infectieus. (bijv. Orthomyxovirus en Rhabdoviridae)
VI Retrovirussen, die vanuit een enkelstrengig positief-strengs RNA na infectie door middel van reverse transcriptase dubbelstrengig DNA kunnen vormen. (bijv. het humaan immunodeficiëntievirus (hiv)
VII Enkelstrengs DNA met een RNA tussenvorm. (bijv. Hepadnaviridae)

Als een voorbeeld van virale classificatie het waterpokkenvirus, Varicella-zostervirus (VZV), behoort tot de orde Herpesvirales, de familie Herpesviridae, de onderfamilie Alphaherpesvirinae en het geslacht Varicellovirus. VZV valt in groep I van de Baltimore-indeling omdat het een dsDNA virus is dat geen gebruik maakt van reverse transcriptase.

Indeling van virussen naar gastheren[bewerken]

  • Bacteriële virussen of bacteriofagen: meestal dubbelstrengig DNA, maar er is enorm veel variatie. Er komen twee contrasterende levenscycli voor: de virulente levenscyclus en de temperate of gematigde levenscyclus. Dit is ook de grootste groep van virussen.
  • Plantenvirussen
  • Dierlijke virussen: hebben meestal een enveloppe van fosfolipiden en glycoproteïnen. De meest complexe virussen zitten in deze groep, zoals het Human Immunodeficiency Virus (HIV)

Lijst van families[bewerken]

1rightarrow blue.svg Zie ook Lijst van virussen

Families

"Varianten" op virussen[bewerken]

Satellietvirussen zijn door de geringe genoomgrootte voor de vermenigvuldiging volledig afhankelijk van andere virussen.

Er zijn naast virussen ook subvirale deeltjes; viroïden en prionen. Viroïden bestaan uitsluitend uit RNA, vrij genetisch materiaal zonder omhulling dat infectieus is. Een voorbeeld hiervan is de aardappelspindelknolviroïde.

Prionen bestaan alleen uit lichaamseigen eiwitten met een veranderde driedimensionale structuur. Onder andere BSE, de ziekte van Creutzfeldt-Jakob, kuru en scrapie worden door prionen veroorzaakt. Ze zijn infectieus maar niet of nauwelijks onderhevig aan evolutie.

Zie ook[bewerken]