DNA-Virus

Die Einteilung der Viren in Sys­te­matiken ist kontinuier­licher Gegen­stand der For­schung. So existieren neben- und nach­einander ver­schie­dene Virus­klas­sifi­kationen sowie die offi­zielle Virus-Taxo­nomie des Inter­national Com­mit­tee on Taxo­nomy of Viruses (ICTV). Die hier be­han­delte Grup­pe ist als Taxon durch neue For­schungen ob­solet ge­wor­den oder aus an­deren Grün­den nicht Teil der offi­ziel­len Virus-Taxo­nomie.

Als DNA-Virus (Plural DNA-Viren, synonym DNS-Virus) bezeichnet man Viren, deren Erbmaterial (Genom) aus DNA (Abkürzung für englisch desoxyribonucleic acid, „Desoxyribonukleinsäure“) besteht. DNA-Viren ist eine nicht-taxonomische Sammelbezeichnung (Klassifizierung), die keine verwandtschaftlichen Bezüge enthält. Innerhalb der DNA-Viren wurden vom Internationalen Komitee für die Taxonomie von Viren (ICTV) bisher (Stand März 2019) allerdings eine Reihe von Verwandtschaftsgruppen abgegrenzt. Vom Rang her sind dies einige Ordnungen, meist aber nur Familien. Daneben gibt es Vorschläge für weitere Verwandtschaftsgruppen (Kladen), z. h. auch höher als Ordnung (s u.).

Eigenschaften

Die DNA wird bei Viren in Kapside und/oder Virushüllen verpackt, so dass Viruspartikel (Virionen) entstehen. Die DNA kann im Virus doppelsträngig oder einzelsträngig vorliegen, der Strang kann aus nur einem Stück bestehen (nicht-segmentiert) oder auf verschiedene Stücke verteilt sein (segmentiert). Ebenso kann das DNA-Genom zu einem Ring geschlossen sein (zirkulär) oder als offener Strang vorliegen (linear). Das Genom einzelsträngiger DNA-Viren (ssDNA für englisch single strand desoxyribonucleic acid) kann positive, negative oder auch beide Polaritäten besitzen.

Das Genom von DNA-Viren ist im Vergleich zu RNA-Viren meist weniger variabel und gegenüber Umwelteinflüssen oft sehr stabil. Dies liegt an der höheren chemischen Stabilität der DNA gegenüber der RNA und einer geringeren Mutationsrate, da die Enzyme, die zur Vermehrung der DNA dienen (DNA-Polymerasen), eine Korrekturlesefunktion besitzen. Wichtige Ausnahme hiervon sind die Hepadnaviridae (z. B. das Hepatitis-B-Virus), da die Genomreplikation über eine RNA-Zwischenstufe und einer reversen Transkription erfolgt.

Die DNA-Polymerase der DNA-Viren kann vom Virus selbst codiert sein (z. B. bei der Familie Herpesviridae) oder das Virus kann zelluläre Polymerasen zur Vermehrung nutzen (z. B. bei den Papillomaviridae). Letzteres ist bei RNA-Viren ausgeschlossen, diese benötigen stets eine eigene virale Polymerase zur Vermehrung.

Die Koevolution von DNA-Viren und Menschen hat im Menschen verschiedene Resistenzfaktoren hervorgebracht, z. B. TLR-2, RIG-I, MDA-5, AIM-2 und NLRP3.

Die meisten Onkoviren sind DNA-Viren, z. B. manche Herpesviren, manche humane Papillomviren oder das Hepatitis-B-Virus.

Baltimore-Klassifikation

Klassifikation nach einem Vorschlag des Nobelpreisträgers David Baltimore von 1971.

Die Klassifizierung nach den Baltimore-Kriterien identifiziert nicht immer vollständige Verwandtschaftsgruppen (Kladen). Baltimore-Gruppen umfassen oft mehrere Realms, d. h. Bereiche von Viren vermutlich unterschiedlichen Ursprungs. Umgekehrt erstrecken sich manche Virentaxa über mehrere Baltimore-Gruppen, weil etwa dsDNA-Vertreter und ssDNA-Vertreter offenbar naher verwandt sind.

Eine Übersicht über die Verwandtschaftsgruppen der Viren (insbesondere die Top-Level-Taxa), d. h. die taxonomische Systematik findet sich im Artikel Virus-Taxonomie.

Baltimore-Gruppe 1

Viren mit Doppelstrang-DNA-Genom (dsDNA: englisch double stranded DNA), der normalen Genom-Form allen Lebens. Enthaltene Verwandtschaftsgruppen:

• Realm Adnaviria
  • Reich Zilligvirae
    • Phylum Taleaviricota
      • Klasse Tokiviticetes
        • Ordnung Ligamenvirales (mit Lipothrixviridae, Rudiviridae, Ungulaviridae)
        • Ordnung Primavirales (mit Tristromaviridae)
• Realm Duplodnaviria
  • Reich Heunggongvirae
    • Phylum Peploviricota
      • Klasse Herviviricetes
        • Ordnung Herpesvirales – Ordnung der Herpesviren (im weiteren Sinn), meist werden als Herpesviren nur die Mitglieder der Familie Herpesviridae verstanden; weitere Familien Alloherpesviridae, Malacoherpesviridae
    • Phylum Uroviricota
      • Klasse Caudoviricetes
        • Ordnung Caudovirales – Bakterien- und Archaeenviren mit Kopf-Schwanz-Struktur
• Realm Varidnaviria (ursprünglicher Vorschlag „Divdnaviria“)
  • Reich Bamfordvirae
    • Phylum Nucleocytoviricota (ursprünglicher Vorschlag „Nucleocytoplasmaviricota“, früher Nucleocytoplasmic large DNA viruses, NCLDV)
      • Klasse Megaviricetes (Riesenviren)
      • Klasse Pokkesviricetes (Pockenviren)
    • Phylum Preplasmiviricota
      • Klasse Maveriviricetes (mit Priklausovirales: Virophagen der Lavidaviridae)
      • Klasse Polintoviricetes (mit Adintoviridae)
      • Klasse Tectiliviricetes (mit Autolykiviridae, Rowavirales: Adenoviren, Vinavirales: Corticoviridae, Kalamavirales: Tectiviridae und Belfryvirales: Turriviridae, Vinavirales: Corticoviridae)
  • Reich Helvetiavirae
    • Phylum Dividoviricota
      • Klasse Laserviricetes (mit Halopanivirales: Sphaerolipoviridae)
• dsDNA ohne Realmszuordnung:
  • in der Top-Level-Klasse Naldaviricetes
    • Familie Baculoviridae
    • Familie Hytrosaviridae
    • Familie Nimaviridae
    • Familie Nudiviridae
    • ?Familie Polydnaviriformidae (? – ggf. ohne Gattung Ichnoviriform, d. h. nur Gattung Bracoviriform)
  • in keinen höheren Rang klassifizierte Familien:
    • Familie Ampullaviridae
    • Familie Bicaudaviridae
    • Familie Clavaviridae (mit Gattung Clavavirus)
    • Familie Fuselloviridae
    • Familie Globuloviridae (mit Gattung Globulovirus)
    • Familie Guttaviridae
    • Familie Halspiviridae
    • Familie Ovaliviridae
    • Familie Plasmaviridae
    • Familie Portogloboviridae
    • Familie Thaspiviridae
    • ?Familie Polydnaviriformidae (früher Polydnaviridae vermutlich polyphyletisch)
      • Gattung Bracoviriform (früher Bracovirus)
      • Gattung Ichnoviriform (früher Ichnovirus, siehe NCLDV, möglicherweise eine gemeinsame Klade mit Ascoviridae und Iridoviridae zu Nucleocytoviricota)
    • ?Familie „Adomaviridae“ (vorgeschlagen), evtl. zu Papovaviricetes, obwohl diese sonst ssDNA-Viren umfassen.
  • in keinen höheren Rang klassifizierte Gattungen:
    • • Gattung Dinodnavirus (evtl. zu Nucleocytoviricota, Ordnung Asfuvirales)
      • Gattung Rhizidiovirus

Baltimore-Gruppe 2

Viren mit Einzelstrang-DNA-Genom (ssDNA: englisch single stranded DNA), die Virionen enthalten DNA positiver oder negativer Polarität. Enthaltene Verwandtschaftsgruppen:

• Realm Monodnaviria (hier nur ssDNA-Vertreter)

• Reich Sangervirae

• Reich Shotokuvirae

• Phylum Cressdnaviricota (CRESS-DNA-Viren: manche stückweise auch dsDNA,)

• Klasse Repensiviricetes

CRESS-DNA-Viren ohne nähere Zuordnung

Sonderfälle Gruppe 1/2

Gruppen mit Vertretern der Baltimore-Gruppen 1 wie auch 2 und unsichere Zuordnung

• Realm Monodnaviria

Literatur

• Susanne Modrow, Dietrich Falke, Uwe Truyen: Molekulare Virologie. Eine Einführung für Biologen und Mediziner. 2. Auflage. Spektrum-Lehrbuch, Heidelberg 2002, ISBN 3-8274-1086-X. (mit Literaturangaben, englische Übersetzung, Ausgabe 2006).
• David M. Knipe, Peter M. Howley et al. (Hrsg.): Fields’ Virology. 2 Bände. 5. Auflage, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia 2007, ISBN 978-0-7817-6060-7 – Standardwerk der Virologie.
• H. W. Doerr, W. H. Gerlich (Hrsg.): Medizinische Virologie. 2. Auflage, Stuttgart 2010. ISBN 978-3-13-113962-7.

Weblinks

• MeSH Viruses DNA-Virus
• Swiss Institute of Bioinformatics (SIB): Single Strand DNA Viruses – Taxonomy., Single Strand DNA Viruses – Virions. auf: viralzone.expasy.org
• SIB: Double Strand DNA Viruses – Taxonomy., Double Strand DNA Viruses – Virions. auf: viralzone.expasy.org

Einzelnachweise

1. V. A. Rathinam, K. A. Fitzgerald: Innate immune sensing of DNA viruses. In: Virology. Band 411, Nummer 2, März 2011, S. 153–162, doi:10.1016/j.virol.2011.02.003. PMID 21334037. PMC 3070751 (freier Volltext).
2. Harald zur Hausen: Oncogenic DNA viruses. In: Oncogene. Band 20, Nummer 54, November 2001, S. 7820–7823, doi:10.1038/sj.onc.1204958. PMID 11753664.
3. SIB: Double Strand DNA Viruses, auf: ViralZone
4. SIB: Tristromaviridae, auf: ViralZone
5. ICTV:ICTV Taxonomy history: Human alphaherpesvirus 1. EC 51, Berlin, Deutschland, Juli 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35).
6. ICTV: ICTV Taxonomy history: Acanthamoeba polyphaga mimivirus. EC 51, Berlin, Deutschland, Juli 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35).
7. Nicole L. Welch, Michael J. Tisza et al.: Identification of “Missing Link” Families of Small DNA Tumor Viruses. In: BioRxiv. Cold Spring Harbor, 11. Juli 2019, bioRxiv: 10.1101/697771v3 (Preprint-Volltext).
8. NCBI: Adomaviridae
9. NCBI: Adintoviridae.
10. Kathryn M. Kauffman, Fatima A. Hussain, Joy Yang u. a.: A major lineage of non-tailed dsDNA viruses as unrecognized killers of marine bacteria. In: Nature. Band 554, S. 118–122, 24. Januar 2018, doi:10.1038/nature25474.
11. Scientists Find New Type of Virus in World’s Oceans: Autolykiviridae. Auf: sci-news vom 25. Januar 2018/ David L. Chandler: Researchers Discover a Missing Link in Virus Evolution. Auf: scitechdaily.com vom 25. Januar 2018/ Forscher entdecken ein mysteriöses Virus, das die Ozeane dominiert. Auf: businessinsider.de vom 29. Januar 2018/ Never-Before-Seen Viruses With Weird DNA Were Just Discovered in The Ocean. Auf: sciencealert.com vom 25. Januar 2018/ David L. Chandler: Researchers Discover a Missing Link in Virus Evolution. Auf: scitechdaily.com vom 25. Januar 2018.
12. NCBI: Autolykiviridae. (family)
13. SIB: Turriviridae, auf: ViralZone
14. SIB: Alphaturrivirus, auf: ViralZone
15. SIB: Ampullaviridae, auf: ViralZone
16. SIB: Bicaudaviridae, auf: ViralZone
17. SIB: Clavaviridae, auf: ViralZone
18. SIB: Clavavirus, auf: ViralZone
19. SIB: Fuselloviridae, auf: ViralZone
20. SIB: Globuloviridae, auf: ViralZone
21. SIB: Globulovirus, auf: ViralZone
22. Dupuy C, Huguet E, Drezen JM: Unfolding the evolutionary story of polydnaviruses. In: Virus Res. 117. Jahrgang, Nr. 1, 2006, S. 81–89, doi:10.1016/j.virusres.2006.01.001, PMID 16460826. 
23. NCBI: Adomaviridae. Dazu:
    • Nicole L. Welch, Natalya Yutin et al.: Adomaviruses: an emerging virus family provides insights into DNA virus evolution. In: bioRxiv. Cold Spring Harbor, 7. Juni 2018, bioRxiv: 2018/06/07/341131 (Preprint-Volltext), doi:10.1101/341131, ResearchGate; insbesondere Fig. 7
    • Nicole L. Welch, Michael J. Tisza et al.: Identification of “Missing Link” Families of Small DNA Tumor Viruses. In: BioRxiv. Cold Spring Harbor, 11. Juli 2019, bioRxiv: 10.1101/697771v3 (Preprint-Volltext).
24. SIB: Single Strand DNA Viruses. Auf: ViralZone
25. SIB: Bidnaviridae.
26. SIB: Bacilladnaviridae
27. Caroline Tochetto, Ana Paula Muterle Varela, Diane Alves de Lima, Márcia Regina Loiko et al.: Viral DNA genomes in sera of farrowing sows with or without stillbirths. In: PLoS ONE. Band 15, Nr. 3, Artikel e0230714, 26. März 2020, doi:10.1371/journal.pone.0230714. In Figur 5 ist Hudsavirus als Hudisavirus zu lesen.
28. NCBI: Smacoviridae (family)
29. NCBI: Circularisvirus (clade)
30. NCBI: Volvovirus (clade)
31. Elina Laanto, Sari Mäntynen, Luigi De Colibus u. a.: Virus found in a boreal lake links ssDNA and dsDNA viruses. In: Proceedings of the National Academy of Sciences. Band 114, Nr. 31, Juli 2017, doi:10.1073/pnas.1703834114.