If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ha webszűrőt használsz, győződj meg róla, hogy a *.kastatic.org és a *.kasandbox.org nincsenek blokkolva.

Fő tartalom

Állati és emberi vírusok

Az emberek és más állatok vírusai. A Baltimore-féle osztályozás. A HIV működési ciklusa.

Főbb pontok

  • Számos különböző vírus fertőz meg embereket és más állatokat. Egyesek súlyos betegséget okoznak, míg mások nem.
  • A vírusok a Baltimore-rendszer alapján osztályozhatók, amelynek mind a hét kategóriájában találhatók embereket megfertőző vírusok.
  • A humán immunhiányt okozó vírus (HIV), amely a szerzett immunhiányos tünetegyüttes (AIDS) okozója, egy retrovírus.

Bevezetés

Voltál már influenzás vagy bárányhimlős? Ha igen, akkor már testközelből megismerkedtél a vírusokkal! Akár az AIDS gyógymódjának a majdani felfedezése az álmod, akár csupán az idei influenza elkerülésében reménykedsz, bizonyára ismered azt a szenvedést, amelyet a vírusfertőzések okozhatnak (és amely minimalizálható a vakcinákkal, illetve kezelésekkel).
Az emberi vírusoknak sokféle típusa és hatása van. Egyesek csak egy-két napra betegítenek meg minket, mások egy életre. Némelyek csak apró bosszúságot okoznak, míg mások, mint például az Ebola, életveszélyes szövődményeket okozhatnak.
Az egészségünkre és az életminőségünkre gyakorolt hatásuk miatt sok emberi vírust (és a velük rokon állati vírusokat) részletesen tanulmányoztak. Vegyünk szemügyre ezek közül néhányat.

Hogy néz ki egy állati vírus?

Más vírusokhoz hasonlóan az állati vírusok is apró csomagocskák, amelyek fehérjéből és nukleinsavból állnak. Egyik részük a fehérjeburok vagy kapszid, másik részük a genetikai állomány, amely a kapszidba csomagolt DNS vagy RNS. Rendelkezhetnek burokkal is, amely egy gömbszerű lipidhártya.
Az állati vírusok kapszidjának alakja sokféle lehet. Az egyik legfurcsább forma (legalábbis számomra) az Ebola-vírus alakja, egy hosszú, fonálszerű szerkezet, amely önmagára csavarodik vissza. Az összehasonlítás kedvéért az alábbi ábrán bemutatunk egy „szabályszerűbb”, formát, a chikungunyavírust is: gömbszerűnek látszik, de valójában egy 20 oldalú ikozaéder.
A két vírus ábrázolása nem méretarányos. (Az Ebola részecske sokkal nagyobb, mint a chikungunya részecske.) A módosított ábra forrása: „Ebolavírus” és „Alphavírus” (ViralZone/Swiss Institute of Bioinformatics) CC BY-NC 4.0.
Az állati vírusok genomja vagy RNS-ből vagy DNS-ből áll, amelyek lehetnek egyszálúak vagy kétszálúak. Az állati vírusok sokféle stratégiát alkalmazhatnak (ezek némelyike eléggé meglepő, sőt bizarr) a genetikai anyaguk másolása és használata során, amint azt az alábbiakban látni fogjuk.

Hogyan fertőzik meg a sejteket az állati vírusok?

Az állati vírusok más vírusokhoz hasonlóan gazdasejtekre vannak utalva működési ciklusuk során. A sokszorozódáshoz a vírusnak meg kell fertőznie egy gazdasejtet és át kell programoznia arra, hogy további vírusrészecskéket hozzon létre.
A fertőzés első kulcslépése a felismerés: az állati vírus felszínén különleges molekulák vannak, amelyekkel a gazdasejt membránjának receptoraihoz tud kötődni. A gazdasejten megtapadt állati vírusok többféleképpen juthatnak be a sejtbe: endocitózissal a membrán betüremkedése révén; a gazdasejt membránjában történő csatornaképzéssel (amin át bejuttatható a DNS vagy az RNS); vagy a burkos vírusok esetében a membránnal való összeolvadás juttatja be a kapszidot a sejtbe.
Miután a vírus a gazdasejt erőforrásait felhasználva elkészíttette az új vírusfehérjéket és a genetikai anyagot, a vírusrészecskék össszeszerelődnek és felkészülnek a sejt elhagyására. A burkos állati vírusok fejlődésük során kitüremkednek a sejtmembránon, magukkal hurcolva a sejtmembrán vagy a belső membránok egy-egy darabját. Ezzel szemben a burok nélküli vírusrészecskék, mint például a rhinovírusok jellemzően a megfertőzött sejtben fejlődnek, amíg a sejt szétesik és/vagy elpusztul, kijuttatva a részecskéket.

A fertőzés következményei

A vírusokhoz számos különböző emberi betegség köthető. Az alábbi ábrán néhány közismert példán mutatjuk be az ember különböző szervrendszereit érintő vírusfertőzéseket.
Az ábra a vírusos emberi betegségeket foglalja össze. Az agyvelő és az agyhártya, valamint a környező szövetek gyulladását (encephalitis, meningitis) okozó vírusok közé tartozik a kanyaró és a veszettség vírusa, az arbovírus, a JC vírus (humán polyomavírus 2) és az LMC vírus (lymphocytás choriomeningitis vírus). A közönséges megfázás okozója a rhinovírus, a parainfluenza vírus és a légúti óriássejtes vírus. A szem fertőzéseit okozza a herpeszvírus, az adenovírus és a cytomegalovírus. A garat gyulladásáért felel az adenovírus, az Epstein-Barr vírus és a cytomegalovírus. A fültőmirigy-gyulladást a mumpsz vírusa okozza. A szájnyálkahártya gyulladásának okozója herpes simplex 1 vírus. Tüdőgyulladást okoz az A és a B típusú influenzavírus, a parainfluenza vírus, a légúti óriássejtes vírus, az adenovírus és a SARS koronavírus. Szív- és érrendszeri betegségeket okoz a coxsackie B vírus. A fertőző májgyullladás kórokozója a hepatitisz A, B, C, D és E változata. A gerincvelő gyulladását okozza a poliovírus és a HTLV-1. Bőrfertőzéseket okoz a varicella-zoster vírus, a humán herpeszvírus 6-os változata, a himlő, az uszodaszemölcs vírusa, a humán papillómavírus, a B19 parvovírus, a rózsahimlő, a kanyaróvírus, és a coxsackie A vírus. A bélben okoz gyulladást az adenovírus, a rotavírus, a norovírus, az astrovírus, és a koronavírus. Nemi úton terjedő betegségeket okoz a herpes simplex 2 vírus, a humán papillómavírus és a HIV. A B típusú hasnyálmirígy-gyulladás okozója a coxsackie B vírus.
Kép forrása: „Vírusfertőzések megelőzése és kezelése: 1. ábra” (OpenStax College, Biology) CC BY 4.0. Mikael Häggström eredeti munkájának módosítása.
Egyes vírusfertőzések a heveny megbetegedések klasszikus menete szerint zajlanak: a tünetek egy rövid ideig rosszabbodnak, de az immunrendszer legtöbbször leküzdi a vírust, és a beteg felépül. A példák közt említhető a közönséges megfázás és az influenza.
Más vírusok, mint például a hepatitis C vírus, hosszantartó krónikus fertőzést okoznak. Ismét mások, mint például a humán herpeszvírus 6-os és 7-es változata, amelyek egyes esetekben a kisgyermekek rózsahimlőjét okozzák, produktív fertőzéseket eredményezhetnek, amelyek új vírusrészecskék keletkezésével járnak anélkül, hogy bármilyen tünetet okoznának a gazdaszervezetben. Az ilyen betegekben úgynevezett tünetmentes fertőzés alakul ki.

Az állati vírusok osztályozása

Az állati vírusok igen sokfélék, és változatos módszereket alkalmaznak a sejtbe való be- és kijutásra, illetve a sejt irányítására. Hogyan tehetünk valamilyen elfogadható rendet ebben a kaotikus vírustömegben?
A Baltimore-rendszer aszerint csoportosítja a vírusokat, hogy milyen típusú a genetikai anyaguk és hogyan használják fel azt a hírvivő RNS-ek (messenger RNS-ek vagy röviden mRNS-ek) előállítására, amelyek kulcsfontosságú köztes termékek a vírusfehérjék termelése és az új vírusok összeszerelése során. Egy vírus Baltimore-féle beosztása az alábbiaktól függ:
  • A vírus által genetikai anyagként használt molekula (DNS vagy RNS)
  • A genetikai anyag szerkezete (egy- vagy kétszálú)
  • A vírus által az mRNS szintézise során végrehajtott műveletek
A Baltimore-rendszer hét csoportba sorolja a vírusokat. Az alábbi ábrán láthatók az egyes csoportok főbb jellemzői, köztük a genetikai anyag jellege és az mRNS szintézise során végrehajtott műveletek:
Zöld nyíl = mRNS szintézis; szaggatott zöld nyíl = a vírus genom közvetlenül mRNS-ként működik. A módosított ábra forrása: „A Baltimore-féle osztályozás a vírusokat a genomjaik típusa alapján sorolja családokba” (ViralZone/Swiss Institute of Bioinformatics) CC BY-NC 4.0.
Az emberi vírusok mind a hét Baltimore-csoportban megtalálhatók, míg a növényi és a bakteriális vírusok csupán az egyik alcsoportban.1 Ha gyógyszert szeretnénk kifejleszteni egy adott vírus ellen, fontos az, hogy ismerjük a működési ciklusának a részleteit – ezen belül a Baltimore-csoportját, és egyéb biológiai jellemzőit –, a célból, hogy hatékonyan gátolhassuk a működését.

A HIV-1 retrovírus

A VI. Baltimore csoportba tartozó retrovírusok működési ciklusa egyedi és elképesztő. Különleges fontosságukat az adja, hogy a humán immunhiányt okozó vírus (HIV), amely a szerzett immunhiányos tünetegyüttes, vagyis az AIDS kórokozója, szintén egy retrovírus.
A retrovírus genomja egy egyszálú RNS, amelyből minden vírusrészecskében két másolat található. Az RNS-t át kell írni kétszálú DNS-sé egy reverz transzkriptáz nevű enzim segítségével, amely visszafordítja a sejtekre normálisan jellemző információáramlás irányát (DNS-ről RNS-re majd fehérjére).
A kétszálú DNS bejut a gazdasejt magjába és beépül annak genomjába egy integráz nevű enzim segítségével. Ezután megkezdődhet az mRNS szintézise a vírus DNS átírásával, amelyet a gazdasejt genomjába véglegesen beépülve provírusnak nevezünk. Az mRNS leolvasása irányítja a vírusfehérjék szintézisét, egyúttal genomként működhet az összeszerelődő és a sejtet elhagyó új vírusrészecskékben.
Az alábbi ábra a HIV fertőzések többségéért felelős HIV-1 vírustörzs működési ciklusának fő szakaszait mutatja be.2
Kép forrása: „Vírusfertőzések megelőzése és kezelése: 4. ábra” (OpenStax College, Biology) (eredetileg NIAID, NIH), CC BY 4.0.
A HIV vírus elleni gyógyszerek a HIV ciklusának több pontján gátolják a vírus sokszorozódását. Ilyen gyógyszerek például az alábbiak:
  • Fúziós inhibitorok (belépésgátlók), amelyek megakadályozzák azt, hogy a HIV vírus burka összeolvadjon a gazdasejt membránjával
  • Reverz transzkriptáz inhibitorok, amelyek gátolják az RNS genom átalakítását kétszálú DNS-sé
  • Integráz inhibitorok, amelyek gátolják a vírus DNS beépülését a gazdasejt genomjába
  • Proteáz inhibitorok, amelyek a vírusfehérjék érését gátolják
Általában a többféle gyógyszert tartalmazó „koktélok” a leghatékonyabbak ahhoz, hogy lassítsák a fertőzés előrehaladását, és alacsonyan tartsák a vírusok számát. A vírusok evolúciója című leckében megtudhatod, hogy ennek mi az oka.
A HIV és az AIDS tüneteiről, kezeléséről és megelőzéséről bővebben olvashatsz a HIV és az AIDS című lecke „Egészség és gyógyítás” című fejezetében.

A Khan Academyn kívüli további információk

Szeretnél többet tudni a HIV működési ciklusáról? Nézd meg ezt a léptethető animációt a LabXchange weboldalán.
A LabXchange ingyenes online természettudományos oktatási platform, amelyet a Harvard’s Faculty of Arts and Sciences hozott létre, és amelynek az Amgen Foundation a támogatója.

Szeretnél részt venni a beszélgetésben?

Még nincs hozzászólás.
Tudsz angolul? Kattints ide, ha meg szeretnéd nézni, milyen beszélgetések folynak a Khan Academy angol nyelvű oldalán.