Hauptmenü öffnen

Picornaviridae

Familie der Ordnung Picornavirales
Picornaviridae
Polio EM PHIL 1875 lores.PNG

Polioviren im Transmissionselektronenmikroskop

Systematik
Klassifikation: Viren
Bereich: Riboviria[1]
Phylum: nicht klassifiziert
Ordnung: Picornavirales
Familie: Picornaviridae
Taxonomische Merkmale
Genom: (+)ssRNA linear
Baltimore: Gruppe 4
Symmetrie: ikosaedrisch
Hülle: keine
Wissenschaftlicher Name
Picornaviridae (engl.)
Links

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.

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 und die Coxsackie-Viren, bei Tieren das Maul-und-Klauenseuche-Virus.

MorphologieBearbeiten

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; daher geht der Infektionsweg dieser Viren überwiegend über den Verdauungstrakt, von dem aus sie auch weitere Zielorgane (ZNS, Lunge) erreichen können. Alle anderen säurelabilen Picornaviren infizieren durch Tröpfchen- und Schmierinfektion bevorzugt den Nasen-Rachen-Raum.

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.

SystematikBearbeiten

Die folgende Systematik entspricht dem ICTV-Stand vom November 2018,[2][3] ergänzt um die vorgeschlagene Einteilung in sog. Supergruppen (im Rang von Unterfamilien) und weitere vorgeschlagene Gattungen (in Anführungszeichen).[4] Es sit nur eine kleine Auswahl von Spezies angegeben.

  • Familie Picornaviridae
  • ‚Supergruppe 1‘
  • ‚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:[7][8][9]

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.[15]

QuellenBearbeiten

  1. ICTV Master Species List 2018b v1 MSL #34, Feb. 2019
  2. ICTV: Master Species List 2018a v1, MSL including all taxa updates since the 2017 release. Fall 2018 (MSL #33)
  3. ViralZone: ICTV 2016 Master Species List #31 with Acronyms, (Excel XLSX), SIB Swiss Institute of Bioinformatics
  4. Genus supergroups, The Picornavirus Pages (2006–2019), The Pirbright Institute, UK
  5. SIB: Cardiovirus, auf: ViralZone
  6. SIB: Hepatovirus, auf: ViralZone
  7. 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
  8. 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)
  9. 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
  10. 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
  11. a b c d e f Avian PLV, auf: The Picornavirus Pages
  12. 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)
  13. 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
  14. 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
  15. 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

LiteraturBearbeiten

  • 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

WeblinksBearbeiten