Properties and Classification Morphology, Properties and Classification ดร. ยิ่งมณี ตระกูลพัว

ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักคือ โครงสร้างของไวรัส ประกอบด้วย 3 ส่วนหลักคือ 1. กรดนิวคลีอิค 2. แคปซิด (capsid) 3. Envelope

1. กรดนิวคลีอิค • มีลักษณะเป็นสายเดี่ยว (single strand), • เป็น DNA หรือ RNA • มีลักษณะเป็นสายเดี่ยว (single strand), สายคู่ (double strand), รูปร่างเป็นสายยาว (linear), วงกลม (circular) หรือ เป็นท่อน (segment) RNA สายเดี่ยวมีลักษณะเป็น positive (+) sense negative (-) sense, ambisense ()

1.1 DNA สายเดี่ยว เช่น Parvoviridae

เช่น Herpesvirus, Poxvirus 1.2 DNA สายคู่ เช่น Herpesvirus, Poxvirus Poxvirus Herpesvirus

1.3 RNA สายเดี่ยว เช่น Picornavirus , Paramyxovirus Picornavirus

1.4 RNA สายคู่ เช่น Reoviruses

2. แคปซิด (capsid) Protomer Capsomer Capsid • เป็นชั้นที่ห่อหุ้มกรดนิวคลีอิคของไวรัส • ประกอบด้วยโปรตีนหน่วยเล็ก Protomer Capsomer Capsid

Capsid สามารถแบ่งไวรัสได้เป็น 3 กลุ่มคือ 1.Icosahedral symmetry • เป็นรูปลูกบาศก์ ที่มี 12 มุม • ประกอบด้วยรูปสามเหลี่ยมด้านเท่า 20 รูป

Icosahedral structure

การสมมาตร 3 แบบ

Crystallographic structure ของ Picornavirus Icosahedral symmetry Crystallographic structure ของ Picornavirus Poliovirus Foot and mouth disease virus Human Rhinovirus 14 Coxsackievirus A9

Picornavirus

การพับตัวของโปรตีน รูปลิ่ม (Wedge – like)

เป็นเกลียวในทิศทางเดียวกัน 2. Helical symmetry • รูปทรงกระบอก • Protomer เรียงตัวโดยหมุน เป็นเกลียวในทิศทางเดียวกัน • Protomer แต่ละอันจะจับกับ กรดนิวคลีอิค ของไวรัส

Helical symmetry: Tobacco mosaic virus (TMV)

3. Complex structure • การเรียงตัวซับซ้อน Poxvirus

Poxvirus รูปร่างเป็นรูปไข่ (oval) หรือ brick-shape ขนาดประมาณ 200-400 นาโนเมตร ประกอบด้วยโปรตีนมากกว่า 100 ชนิด - พบอนุภาคไวรัส 2 แบบ ระหว่างการเพิ่มจำนวน extracellular form มี membrane 2 ชั้น intracellular form มี inner membrane

Poxvirus

Core (dumbbell shape) Lateral body

Human Immunodeficiency virus 3. Envelope • เป็นชั้นที่หุ้ม Capsid • ประกอบด้วย คาร์โบไฮเดรต, ไขมัน จากเซลล์ โปรตีนสร้างโดยไวรัส Human Immunodeficiency virus • พบในไวรัสบางชนิด • บางชนิดพบลักษณะ Spike เช่น HIV

โปรตีนบน envelope Matrix protein - เชื่อม nucleocapsid กับ envelope - บางชนิดมี transmembrane anchor domain 2. Glycoprotein - เป็น transmembrane protein ฝั่งใน membrane โดย hydrophobic domain มี 2 ชนิด

Retrovirus

1) External glycoprotein ฝั่งใน envelope โดย single transmembrane domain โปรตีนอยู่ภายนอก membrane Monomer ของ glycoprotein จะเชื่อมกันเป็น spike บนผิวของ envelope Hemagglutinin pike ของ influenza virus ทำหน้าที่จับกับ receptor และทำให้เม็ดเลือดแดงของสัตว์บางชนิดจับกลุ่มได้

2) Transport channel protein - ประกอบด้วย hydrophobic transmembrane domain หลายอัน Protein-lined channel ผ่าน envelope - สำคัญต่อการเปลี่ยนแปลงภายในอนุภาคไวรัส: เปลี่ยนแปลงทางชีวเคมี มีการ maturation ของอนุภาคไวรัส

รูปร่าง ของไวรัส

Rabies virus Herpes virus

Adenovirus

เกณฑ์ในการจำแนกไวรัส คุณสมบัติของไวรัส - รูปร่าง, ขนาด ของไวรัส - ชนิดของ capsid - การมี หรือไม่มี envelope - รูปร่าง ชนิด และ ขนาด ของ genome - ลำดับเบสใน genome - ปริมาณ GC ใน genome

- ตำแหน่งของการเพิ่มจำนวน การ transcription, - ตำแหน่งของการเพิ่มจำนวน การ transcription, translation การออกจากเซลล์ - คุณสมบัติทางเคมี ฟิสิกส์ ชนิด และปริมาณของโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต แรงลอยตัว (buoyant density) ความคงทนในสภาพกรด ด่าง ความคงทนต่อความร้อน และสารละลาย คุณสมบัติการเป็นแอนติเจน คุณสมบัติทางชีววิทยา host range, การแพร่กระจาย, พาหะนำเชื้อ

การจัดแบ่งกลุ่มไวรัส ปี 2541 International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) Family Picornaviridae Genus Enterovirus Species Poliovirus Subfamily ………virinae