Таксономия вирусов. Классификацию биологических объектов

Классификацию биологических объектов проводят с целью подразделить их таким образом, чтобы наиболее четко выявить сходство и различие между ними. Любая система классификации предполагает также рассмотрение номенклатуры. Двести лет назад была введена латинизированная биноминальная номенклатура, после этого была разработана филогенетическая классификация животных и растений на основе эволюционной теории. Для наименования животных и растений были созданы Международные кодексы номенклатуры (МКН) со строгими правилами и специальными комиссиями. МКН по бактериям и вирусам был утвержден в 1947г и пересмотрен в 1958. Хотя кодексы заняты прежде всего номенклатурой, однако все они включали и соглашения по классификации. Главное в этих соглашениях состояло в необходимости создания системы, указывающей как на ранг в иерархии - таксон, так и о филогенетических отношениях. Это в целом удалось для многоклеточных организмов и получило новый импульс с развитием иммунологии и молекулярной генетики, и можно надеяться, что эти подходы будут объединены. Однако, попытки классификации бактерий и вирусов с использованием той же иерархии не увенчались успехом. Молекулярно-генетическое направление в микробиологии в 70-е – 80-е годы успешно пытается привнести филогенетическое соответствие в классификацию бактерий:

Вид – 70%; род 40-70%; 40% - семейство. Однако в силу малого генома микоплазм и вирусов их включение в филогенетическую классификацию бактерий оказалось невозможно.

Первые попытки классификации вирусов осно­вывались на сходстве ,их патогенных свойств (например, «виру­сы гепатита» включали возбудителей, известных теперь как вирусы гепатита А, гепатита В и вирус желтой лихорадки), органотропности (например, «респираторные вирусы» включали такие агенты, как вирусы гриппа, риновирусы, аденовирусы), а также на общности экологического статуса (например, «арбовирусами» ранее называли возбудителей, которые теперь изве­стны как тогавирусы, буньявирусы и рабдовирусы). До 50- годов биохимические и морфологические данные об этих агентах были слишком .разрозненными, чтобы послужить основой для их клас­сификации. В начале 50-х годов была предпринята первая по­пытка сгруппировать вирусы, исходя из их физико-химических свойств; В это же время было открыто огромное мно­жество новых вирусов человека и животных. Это побудило не­которых исследователей и классификационные комиссии к созда­нию различных классификационных схем, часто оказывавшихся взаимоисключающими.

Чтобы исправить положение, в 1966 г. на международном микробиологическом конгрессе в Москве был учрежден Между­народный 'комитет по номенклатуре вирусов (МКНВ) К тому времени у вирусологов уже появилась уверенность в возможно­сти создания в ближайшее время единой универсальной таксо­номической схемы вирусов. Практически никто не сомневался, что сотни разных вирусов, выделенных от людей и животных (а также от растений, насекомых и бактерий), следует классифици­ровать как единую группу организмов, отдельно от всех осталь­ных биологических объектов. В таксономии живой природы вирусы выделяются в отдельный таксон Vira, образующий в классификации Systema Naturae 2000 вместе с доменами Bacteria, Archaea и Eukaryota корневой таксон Biota. В течение XX века в систематике выдвигались предложения о создании выделенного таксона для неклеточных форм жизни (Aphanobionta Novak, 1930; надцарство Acytota Jeffrey, 1971; Acellularia), однако такие предложения не были кодифицированы. Л. Lwoff и соавт. (1962) предложили проект универсальной классификации вирусов с иерархическим строением и сформулировали четыре основных критерия классификации:

1) тип нуклеиновой кислоты (РНК пли ДНК);

2) симметрия нуклеокапсида (спиральная, кубическая или комплексная);

3) наличие или отсутствие липопротеиновой оболочки, покрывающей вирус;

4) диаметр нуклеокапсида для спиральных вирусов и число капсомеров для кубических вирусов.

Они стали основой универ­сальной системы. В этой системе при создании таксонов рассматривается максимально возможное число признаков вирионов, которые упорядочивают по их таксомномичеакому значению. Относитель­ный порядок и «вес» 'каждого признака фактически устанавли­ваются условно и зависят от суждений, «в которые нам хотелось бы верить, «о которые мы не можем доказать» [8]. Система не содержит иерархических уровней выше, чем семейства, и не предполагает филогенетических взаимоотношений помимо тех, которые установлены экспериментально (например, при помо­щи гибридизации нуклеиновых кислот, определения нуклеотидных последовательностей, исследования перегруппировки генов и экспериментов по рекомбинации). Система находит широкое применение и вытеснила все другие схемы. Она весьма полезна как для студентов, так и для лреподавателей, и привносит стро­гость в научную литературу по вирусологии.

Современная классификация вирусов является уни­версальной для вирусов позвоночных, беспозвоночных, растений и простейших. Она основана на фундаменталь­ных свойствах вирионов, из которых ведущими являются признаки, характеризующие нуклеиновую кислоту, морфологию, стратегию генома и антигенные свойства. Фунда­ментальные свойства поставлены на первое место, по­скольку вирусы со сходными антигенными свойствами обладают и сходным типом нуклеиновой кислоты, сход­ными морфологическими и биофизическими свойствами.

Важным признаком для классификации, который учи­тывается наряду со структурными признаками, является стратегия вирусного генома, под которой понимают ис­пользуемый вирусом способ репродукции, обусловленный особенностями его генетического материала. Например, полярность вирусной РНК является основным критерием для группировки вирусов и при отсутствии общих анти­генных свойств.

Антигенные и другие биологические свойства являются признаками, лежащими в основе формирования вида и имеющими значение в пределах рода.

В основу современной классификации положены сле­дующие основные критерии.

1) Тип нуклеиновой кислоты (РНК или ДНК), ее структура (количество нитей).

2) Наличие липопротеидной оболочки.

3) Стратегия вирусного генома.

4) Размер и морфология вириона, тип симметрии, число капсомеров.

5) Феномены генетических, взаимодействий.

6) Круг восприимчивых хозяев.

7) Патогенность, в том числе патологические измене­ния в клетках и образование внутриклеточных включений.

8) Географическое распространение.

9) Способ передачи.

10) Антигенные свойства.

На основании перечисленных признаков вирусы делят­ся на семейства, подсемейства, роды и типы. Деление на семейства произведено по критериям, изложенным в пунктах 1 и 2, деление на роды и типы — на основании нижеперечисленных признаков.

Существующая система не предполагает общих «межтаксонных» филогенетических взаимоотношений, помимо тех, которые установлены экспериментально (методами гибридизации нуклеиновых кислот, определения нуклеотидных последовательностей и.т.д.). Вирусы не оставили каких-либо палеонтологических следов, и полагают, что данных о наличии у различных таксонов высокого ранга (от семейства и выше) общих эволюционных корней нет. Идея об едином эволюционном "древе" для вирусов и их монофилетическом происхождении представляется на сегодня бессмысленной.

Современная универсальная система классификации вирусов использует иерархические уровни (таксоны), соответствующие порядку, семейству, подсемейству, роду и виду. Номенклатура по традиции заключается в том, что за словом вирус ставится название болезнио сновного хозяина, например, вирус чумы КРС. Название порядка оканчивается на ,...virales- , семейств – на viridae, подсемейств - на virinae ..., рода - на...virus...

В качестве примера приведем полную таксономию вируса вакцины:

cемейство Poxviridae

подсемейство Chordopoxvirinae

род Orthopoxvirus

вирус вакцины.