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RiboviriaIm Uhrzeigersinn von oben links TEM Aufnahmen vom aviaren Coronavirus Poliovirus Bakteriophage Qb Ebolavirus Tabakmosaikvirus Influenzavirus A Rotavirus HIV 1 Mitte Homologie von RT und RdRP mit konservierter Palmdomane SystematikKlassifikation VirenRealm Riboviria 1 Taxonomische MerkmaleGenom RNABaltimore Gruppe 3 7Wissenschaftlicher NameRiboviriaLinksNCBI Taxonomy 2559587ViralZone Expasy SIB 293 dsRNA 294 ssRNA 237 ssRNA ICTV Taxon History 201907095Riboviria ist ein vom International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV 2018 2019 neu geschaffenes Taxon der hochsten Rangstufe Realm englisch realm 1 2 Taxa dieser Rangstufe losen immer mehr die alte Baltimore Klassifikation ab Massstabsgerechter Querschnitt desSindbis Virus ein ssRNA VirusDie Riboviria umfassen alle Viren die eine homologe RNA abhangige Polymerase zur Replikation verwenden Dazu gehoren RNA Viren die fur eine RNA abhangige RNA Polymerase englisch RNA dependent RNA polymerase RdRP kodieren revers transkribierende Viren 3 die fur eine RNA abhangige DNA Polymerase englisch RNA dependent DNA polymerase RdDP auch Reverse Transkriptase RT genannt kodieren Beide Polymerasen benutzen RNA Ribonukleinsaure als Vorlage die RdRP produziert daraus wieder eine RNA die RdDP aber eine DNA Desoxyribonukleinsaure 4 A 1 Diese Enzyme sind fur die Replikation des viralen Genoms und die Transkription der Virus Gene in Boten RNA mRNA zwecks anschliessender Ubersetzung Translation in die viralen Proteine unerlasslich Als Teil des Re pli kations zyklus eines Virus syn thetisiert die RNA abhangige Poly merase auch Kopien des viralen Genoms als Teil der Virus Replikation d h des Prozesses der Schaffung neuer Viren In einem typischen Virion Viruspartikel ist die RNA ab hangige Poly merase auf irgend eine Weise an das Virus Genom gebunden und beginnt nach dem Eintritt in eine Zelle mit der Transkription des Virus Genoms Einzelheiten zur RdRP und RdDP Transkription und zur Replikation dieser beiden Viruskladen finden sich auf den Seiten der ViralZone des Schweizer Instituts fur Bioinformatik englisch Swiss Institute of Bioinformatics SIB insbesondere fur dsRNA Viren 5 ssRNA Viren 6 ssRNA Viren 7 ssRNA RT Viren 8 und fur dsDNA RT Viren 9 Das Taxon Riboviria wurde zunachst 2018 eingerichtet um alle RdRP kodierenden RNA Viren aufzunehmen Es wurde ein Jahr spater erweitert um auch RdDp kodierende Viren einzubeziehen Diese beiden Gruppen von Viren werden zwei verschiedenen Virus Reichen zugeordnet Orthornavirae fur RdRP kodierenden RNA Viren und Pararnavirae fur RdDp kodierende Viren d h alle Viren mit reverser Transkription Beide Gruppen stammen wahrscheinlich von nicht viralen Elementen ab die fur reverse Transkriptase kodieren wobei der genaue Ursprung der Orthornavirae unklar ist Wahrend es in diesem Realm nur wenige prokaryotische Viren gibt umfasst er die meisten eukaryotischen Viren einschliesslich der meisten menschlichen tierischen und pflanzlichen Viren Viele der bekanntesten Viruserkrankungen werden durch Viren aus der Gruppe der Riboviria verursacht etwa durch Mitglieder der Familie Coronaviridae durch das Ebola Virus HIV Grippeviren und das Tollwutvirus Diese und andere Viren sind im Laufe der Geschichte immer wieder aufgetreten darunter das Tabakmosaikvirus das erste entdeckte Virus uberhaupt Viele Viren mit reverser Transkription werden als Teil ihres Replikationszyklus in das Genom ihrer Wirtszellen integriert Gelangen sie in die Keimbahn des Wirts konnen sie ihre Fahigkeit Virionen Viruspartikel zu erzeugen verlieren und werden nur noch als endogene Viren vertikal von der Elterngeneration des Wirts auf die Nachkommen ubertragen Schatzungsweise stammen bis etwa 7 8 des menschlichen Genoms von solchen Viren ab 10 11 Inhaltsverzeichnis 1 Etymologie 2 Phylogenese 3 Systematik 4 Forschungsgeschichte 5 Wirte 6 Krankheiten 7 Endogenisierung 8 Anmerkungen 9 EinzelnachweiseEtymologie BearbeitenRiboviria ist zusammengesetzt aus dem Prafix Ribo der sich auf Ribonukleinsaure RNA bezieht und dem Suffix viria fur Virusrealms 12 Phylogenese Bearbeiten nbsp Ein allgemeines Szenario der Evolution von RNA Viren nbsp Phylogenese der RNA abhangigen Polymerase der der Orthornavirae Die funf farbigen Aste sind die funf Phyla der Orthornavirae In beiden Reichen der Riboviria zeigt sich eine verwandtschaftliche Beziehung der RNA abhangigen Polymerase zu den Reversen Transkriptasen RTs von RT kodierenden Introns der Gruppe II und Retrotransposons per RT selbstreplizierende DNA Sequenzen die sich in andere Teile desselben DNA Molekuls integrieren Die revers transkribierenden Viren der Pararnavirae scheinen sich nur einmal aus einem solchen Retrotransposon entwickelt zu haben Der Ursprung der RdRPs der Orthornavirae ist aufgrund mangelnder Informationen weniger klar aber es wurden zwei Szenarien vorgeschlagen Das wahrscheinlichste Szenario ist dass die RdRPs der Orthornavirae aus der Reversen Transkriptase eines bakteriellen Gruppe II Introns in der Entwicklungsgeschichte des Lebens bereits kurz vor der Entstehung von Eukaryoten Eukaryogenese entstanden sind 4 13 14 Die andere Moglichkeit ist dass die RdRPs der Orthornavirae bereits vor dem letzten universellen gemeinsamen Ahn LUGA engl last universal common ancestor LUCA entstanden sind und dass sie den Reversen Transkriptasen der Retroelemente vorausgingen 15 16 Was die zweite Moglichkeit betrifft so wurde festgestellt dass die Kapsidproteine der Leviviridae die Bakterien infizieren keine Homologe mit zellularen Organismen und anderen Viren haben Ausserdem wird im Rahmen dieses Szenarios davon ausgegangen dass die RdRPs anderer RNA Viren den Reversen Transkriptasen ahnlicher sind als den RdRPs der Leviviridae und ihrer Verwandten im Phylum Lenarviricota Daraus wurde abgeleitet dass zahlreiche Linien prokaryontischer RNA Viren ausgestorben sein konnten nachdem sie den Wettbewerb mit prokaryontischen DNA Viren verloren woraufhin die RNA Viren erst wieder auftauchten als sie begannen Eukaryonten zu infizieren 15 16 Ausgehend von metagenomischen Proben ist es wahrscheinlich dass es RNA Viren gibt die Archaeen infizieren Die phylogenetische Analyse der extrahierten Sequenzen deutet darauf hin dass es sich um die am starksten divergierenden RNA Viren handelt und dass sie moglicherweise Vorfahren von eukaryotischen RNA Viren sind insbesondere der Pisuviricota Kitrinoviricota Duplornaviricota und Negarnaviricota die keinen bisher bekannten prokaryotischen Vorfahren haben Stand 2012 17 Systematik BearbeitenDer Realm Riboviria umfasst zwei Virus Reiche Orthornavirae und Pararnavirae Das Taxon Orthornavirae enthalt mehrere Phyla sowie weitere nichtzugeordnete Taxa wahrend Pararnavirae bis hinunter zum Rang der Klasse monotypisch ist Ausserdem enthalt der Realm Riboviria zwei Familien und vier Gattungen ohne nahere Zuordnung incertae sedis Fur ihre genaue Einordnung in hohere Taxa sind zusatzliche Informationen erforderlich Diese Taxonomie kann wie folgt veranschaulicht werden 4 18 Realm Riboviria Reich Orthornavirae enthalt alle RdRP kodierenden RNA Viren d h alle dsRNA ssRNA und ssRNA Viren die oft gemeinsam als RNA Viren bezeichnet werden mit Ausnahme der Satellitenviren aus der Verwandtschaft der Gattung Deltavirus des Hepatitis D Virus offiziell Deltavirus italiense Familie Kolmioviridae Realm Ribozyviria 19 sowie der Viroid Familien Avsunviroidae und Pospiviroidae 20 Reich Pararnavirae enthalt alle RdDP kodierenden Viren 3 d h alle ssRNA RT und dsDNA RT Viren die gemeinsam als revers transkribierende Viren bezeichnet werden Familien incertae sedis Polymycoviridae Sarthroviridae Gattungen incertae sedis Albetovirus Aumaivirus Papanivirus VirtovirusDie Taxonomie der Riboviria deckt sich teilweise mit der Baltimore Klassifikation namlich mit den Baltimore Gruppen fur RNA Viren und Viren mit reverser Transkription Die Baltimore Klassifikation ist ein Klassifizierungssystem fur Viren das auf der Art und Weise ihrer mRNA Produktion basiert und haufig neben der Standard Virustaxonomie verwendet wird die auf der Evolutionsgeschichte basiert Fast alle Mitglieder der folgenden funf Baltimore Gruppen gehoren zu den Riboviria III Gruppe dsRNA Viren IV Gruppe ssRNA Viren V Gruppe ssRNA Viren ohne Kolmioviridae Realm Ribozyviria VI Gruppe ssRNA RT Viren faktisch nur ssRNA RT Viren und VII Gruppe dsDNA RT Viren Realms sind die hochste Ebene in der Taxonomie fur Viren und neben den Riboviria gibt es ausser den Ribozyviria noch die Duplodnaviria Monodnaviriaund Varidnaviria 13 14 18 Forschungsgeschichte BearbeitenKrankheiten die durch Viren des Realms Riboviria verursacht werden sind seit langem bekannt auch wenn ihre Ursache erst in der Neuzeit entdeckt wurde Das Tabakmosaikvirus wurde 1898 entdeckt und ist das erste entdeckte Virus uberhaupt 21 Arboviren Viren die von Arthropoden ubertragen werden waren von zentraler Bedeutung fur die Entwicklung der Vektorkontrolle die haufig darauf abzielt die Virusinfektionen d h die Ubertragung durch die Arthropoden als Vektoren selbst zu verhindern 22 In der modernen Geschichte wurden zahlreiche Krankheitsausbruche durch verschiedene Mitglieder des Realms verursacht darunter Betacoronaviren Ebola und Influenzaviren 23 Insbesondere HIV besonders HIV 1 neben HIV 2 hatte dramatische Auswirkungen auf die Gesellschaft da es zu einem starken Ruckgang der Lebenserwartung und einer erheblichen Stigmatisierung der Infizierten fuhrte 24 25 Lange Zeit konnte die Verwandtschaft zwischen vielen Viren der Riboviria aufgrund der grossen genetischen Divergenz unter den RNA Viren nicht bestatigt werden Mit der Entwicklung der Virus Metagenomik wurden viele zusatzliche RNA Viren identifiziert Im Gegensatz zu zellularen Organismen wo die aus der Metagenomik vorgeschlagenen Spezies ohne Kultivierung nur Kandidatenstatus haben akzeptiert das International Committee on Taxonomy of Viruses auch Metagenomik Sequenzen wenn diese ausreichend vollstandig sind Die Metagenomik hat so dazu beitrugen die Lucken in der Verwandtschaft zu schliessen 13 Dies fuhrte 2018 zur Einrichtung des Realms Riboviria um alle RdRP kodierenden RNA Viren auf der Grundlage einer phylogenetischen Analyse ihrer Verwandtschaft unterzubringen 12 Ein Jahr spater wurden zusatzlich alle Viren mit reverser Transkription die RdDP kodierende Viren in den Realm aufgenommen gleichzeitig wurden die beiden Virenreiche eingerichtet um diese beiden Zweige der RNA abhangigen Polymerase RdRP und RdDP zu trennen 4 Bei der Einrichtung des Realms 2018 waren zunachst falschlicherweise zwei Viroid Familien Avsunviroidae 26 und Pospiviroidae 27 mit dem Citrus Exocortis Viroid sowie die Gattung Deltavirus mit dem Hepatitis D Virus einbezogen da diese ebenfalls ein RNA Genom haben Die Riboviria umfassten daher zunachst alle echten RNA Viren 18 dsRNA Viren Baltimore Gruppe 3 positive strangige ssRNA Viren Gruppe 4 und negativ strangige ssRNA Viren Gruppe 5 Da die genannten Viroide und Satellitenviren aber abweichend Enzyme der Wirtszelle zur Replikation nutzen wurden sie 2019 wieder entfernt 28 Die Gattung Deltavirus wurde nebst einigen verwandten Spezies in einer neu geschaffenen Familie Kolmioviridae in den ebenfalls neuen Realm Ribozyviria gestellt die Viroid Familien Avsunviroidae und Pospiviroidae verblieben ohne Zuordnung incertae sedis 19 20 Die 2019 hinzugekommenen revers transkribierenden Viren 3 umfassen 18 Retroviren Gruppe 6 mit RNA Genom ssRNA VirenDiese gehoren alle zur Ordnung Ortervirales Sie umfassen neben der Familie Retroviridae Retroviren im engeren Sinn noch einige weitere kleinere Familien wie die Belpauviridae Metaviridae und Pseudoviridae dd Pararetroviren Gruppe 7 mit DNA Genom dsDNA RT VirenDiese replizieren ihr DNA Genom uber einen RNA Zwischenschritt replizieren und benutzen dafur ebenfalls eine Reverse Transkriptase RT Zu ihnen gehort die Familie Caulimoviridae die vom ICTV wegen Homologien zusammen mit den obigen Familien von Retroviren in die gemeinsame Ordnung Ortervirales gestellt wird sowie die Familie Hepadnaviridae in der Ordnung Blubervirales dd Wirte BearbeitenDie meisten identifizierten eukaryotischen Viren sind RNA Viren aus diesem Grund gehoren die meisten eukaryotischen Viren zu den Riboviria einschliesslich der meisten menschlichen tierischen und pflanzlichen Viren Im Gegensatz dazu wurden nur zwei Gruppen von prokaryotischen RNA Viren identifiziert ssRNA Leviviricetes mit unklarem Ursprung Stand 2020 29 aber offenbar verwandt mit den Miaviricetes 18 dsRNA Cystoviridae offenbar verwandt mit den die mit den Reoviridae die selbst aber Eukaryonten infizieren 13 Andere wichtige Zweige der eukaryotischen Viren sind die Ordnung Herpesvirales mit den Herpesviren im Realm Duplodnaviria 30 das Virenreich Shotokuvirae in Monodnaviria 31 und viele Vertreter der Varidnaviria 32 Krankheiten BearbeitenViren aus dem Realm Riboviria verursachen eine Vielzahl menschlicher und tierischer Krankheiten darunter viele der bekanntesten Virusinfektionen Zu den bemerkenswerten krankheitsverursachenden Viren in diesem Bereich gehoren 18 Coronaviridae MERS SARS COVID 19 Krim Kongo Fieber Virus Krim Kongo Fieber Dengue Virus Denguefieber Ebolavirus Ebolafieber Hantaviren Hepatitis B Virus Hepatitis B HIV AIDS Humanes Respiratorisches Synzytial Virus Influenzaviren Influenza Grippe Japanische Enzephalitis Virus Japanische Enzephalitis Lassa Virus Lassafieber Masernvirus Masern Mumpsvirus Mumps Norovirus Poliovirus Poliomyelitis Rabiesvirus Tollwut Rhinoviren Grippaler Infekt Rhinitis Rifttal Fieber Virus Rifttalfieber Rotavirus Rotelnvirus Roteln FSME Virus Fruhsommer Meningoenzephalitis West Nil Virus West Nil Fieber Gelbfieber Virus Gelbfieber Zika Virus Zikafieber Zu den Tierviren des Realms Riboviria gehort die Gattung Orbivirus die verschiedene Krankheiten bei Wiederkauern und Pferden verursachen darunter das Virus der Blauzungenkrankheit das Virus der Afrikanischen Pferdepest das Virus der Pferde Enzephalosis und das Virus der Epizootischen Hamorrhagie 33 Das Virus der Vesikularstomatitis verursacht Krankheiten bei Rindern Pferden und Schweinen 34 Coronaviriden und Influenzaviren verursachen Krankheiten bei verschiedenen Wirbeltieren einschliesslich Fledermausen Vogeln und Schweinen 35 36 Fledermause beherbergen eine Vielzahl Viren neben Coronaviriden auch Ebolaviren und Henipaviren die auch beim Menschen Krankheiten verursachen konnen 37 Auch Arthropodenviren der Gattungen Flavivirus und Phlebovirus sind zahlreich und werden haufig auf den Menschen ubertragen 38 39 Die Familie der Retroviridae enthalt viele Viren die Immunschwache Leukamie und andere Krebsarten sowie weitere mit dem Immunsystem zusammenhangende Krankheiten bei Tieren verursachen 40 41 Beispiele sind SIV Affen BIV Rinder FIV Katzen MVV Schafe VAEV Ziegen und EIAV Pferde Es gibt zahlreiche Pflanzenviren die viele wirtschaftlich wichtige Nutzpflanzen befallen Das Tomatenbronzefleckenvirus verursacht Schatzungen zufolge jahrlich Schaden in Hohe von uber 1 Milliarde US und befallt mehr als 800 Pflanzenarten darunter Chrysanthemen Salatpflanzen Erdnusse Paprika und Tomaten Das Gurkenmosaikvirus infiziert mehr als 1 200 Pflanzenarten und verursacht ebenfalls erhebliche Ernteverluste Das Kartoffelvirus Y verursacht erhebliche Ertrags und Qualitatseinbussen bei Paprika Kartoffeln Tabak und Tomaten und das Scharka Virus ist das wichtigste Virus beim Steinobst Das Trespenmosaikvirus Brome mosaic virus benannt nach der Gattung der Trespen Bromus verursacht zwar keine nennenswerten wirtschaftlichen Verluste ist aber in weiten Teilen der Welt verbreitet und befallt in erster Linie Graser einschliesslich Getreide 18 42 Endogenisierung BearbeitenAus dem Realm Riboviria sind viele Viren mit reverser Transkription Retroviren in der Lage sich in die DNA ihres Wirts zu integrieren Diese Viren werden als Teil ihres Replikationszyklus endogenisiert Das heisst das Virus Genom wird durch das Virusenzym Integrase in das Wirtsgenom integriert Aus dieser DNA wird dann virale mRNA produziert Es entsteht so ein Endogenes Retrovirus ERV prominente Beispiele sind Humane endogene Retroviren HERV es wird geschatzt dass bis etwa 7 8 des menschlichen Genoms aus retroviraler DNA bestehen 10 11 sowie Porcine endogene Retroviren PERV bei Schweinen Die Endogenisierung ist eine Form des horizontalen Gentransfers HGT zwischen nicht verwandten Organismen Die Endogenisierung kann auch zur Untersuchung der Evolutionsgeschichte von Viren herangezogen werden wobei der ungefahre Zeitraum in dem ein Virus erstmals in das Genom des Wirts endogenisiert wurde sowie die Evolutionsrate der Viren seit der ersten Endogenisierung ermittelt werden konnen 43 Anmerkungen Bearbeiten Bei zellularen Organismen Lebewesen wird normalerweise die DNA ihres Genoms Gen fur Gen abgelesen und eine Messenger RNA mRNA erstellt Transkription Biologie die beteiligten Enzyme werden Transkriptasen genannt Die RdDP macht es genau umgekehrt weshalb sie die synonyme Bezeichnung Reverse Transkriptase RT tragt Einzelnachweise Bearbeiten a b ICTV Master Species List 2018b v2 MSL 34 Februar y 2019 ICTV Master Species List 2021 v1 MSL 37 Mar ch 2022 a b c reverse Transcribing Viruses In ViralZone Swiss Institute of Bioinformatics SIB abgerufen am 15 November 2022 a b c d Eugene V Koonin Valerian V Dolja Mart Krupovic Arvind Varsani Yuri I Wolf Natalya Yutin M Zerbini Jens H Kuhn Create a megataxonomic framework filling all principal taxonomic ranks for realm Riboviria docx In International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV 18 Oktober 2019 abgerufen am 15 November 2022 englisch Double stranded RNA virus replication In ViralZone Swiss Institute of Bioinformatics SIB abgerufen am 15 November 2022 Positive stranded RNA virus replication In ViralZone Swiss Institute of Bioinformatics SIB abgerufen am 15 November 2022 Negative stranded RNA virus replication In ViralZone Swiss Institute of Bioinformatics SIB abgerufen am 15 November 2022 ssRNA RT replication 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Emmanuelle Muller Neil E Olszewski Hanu R Pappu Mikhail M Pooggin Katja R Richert Poggeler Sead Sabanadzovic Helene Sanfacon James E Schoelz Susan Seal Livia Stavolone Jonathan P Stoye Pierre Yves Teycheney Michael Tristem Eugene V Koonin Jens H Kuhn Ortervirales New Virus Order Unifying Five Families of Reverse Transcribing Viruses In J Virol Band 92 Nr 12 15 Juni 2018 S e00515 18 doi 10 1128 JVI 00515 18 PMID 29618642 PMC 5974489 freier Volltext asm org Ortervirales New Virus Order Unifying Five Families of Reverse Transcribing Viruses Memento des Originals vom 12 Juli 2022 im Internet Archive nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot journals asm org a b Mart Krupovic Valerian V Dolja Eugene V Koonin The LUCA and its complex virome In Nat Rev Microbiol Band 18 Nr 11 14 Juli 2020 S 661 670 doi 10 1038 s41579 020 0408 x PMID 32665595 oregonstate edu PDF a b Valerian V Dolja Eugene V Koonin Metagenomics reshapes the concepts of RNA virus evolution by revealing extensive horizontal virus transfer In Virus Res Band 244 26 Januar 2018 S 36 52 doi 10 1016 j virusres 2017 10 020 PMID 29103997 PMC 5801114 freier Volltext sciencedirect com Benjamin Bolduc Daniel P Shaughnessy Yuri I Wolf Eugene V Koonin Francisco F Roberto Mark Young Identification of novel positive strand RNA viruses by metagenomic analysis of archaea dominated Yellowstone hot springs In J Virol Band 86 Nr 10 24 April 2012 S 5562 5573 doi 10 1128 JVI 07196 11 PMID 22379100 PMC 3347303 freier Volltext asm org a b c d e f g Taxonomy In talk ictvonline org International Committee on Taxonomy of Viruses ICTV abgerufen am 15 November 2022 a b ICTV ICTV Taxonomy history Deltavirus italiense EC 51 Berlin Germany Oct ober 2020 Email ratification March 2021 MSL 36 a b Circular Single Stranded RNA Viruses In ViralZone Swiss Institute of Bioinformatics SIB abgerufen 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