RNA-viirused

Allikas: Vikipeedia
Lehmaherne (Vigna sinensis) mosaiigiviiruse ikosaeedriline kapsiid

RNA-viirused on viirused, mille genoomiks on RNA (ribonukleiinhape). Mõnede viiruste genoom on üheahelaline RNA (ssRNA), teistel kaheahelaline RNA (dsRNA). Üheahelaline RNA on kas pluss-ahelaline (samapidine mRNA-ga) või miinus-ahelaline (vastupidine mRNA-le). Leidub ka viiruseid, mille genoom on osaliselt pluss-ahelaline ja osaliselt miinus-ahelaline. Neid kutsutakse ambisense-viirusteks.[1]

Enamiku RNA-viiruste infektsioonitsükkel toimub raku tsütoplasmas, kuid on ka erandeid (näiteks gripiviirus).[2] Viiruseid, millel esineb infektsioonitsüklis ka DNA etapp, ei loeta RNA-viirusteks.[3]

Iseloomustus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Polioviirus elektronmikroskoobis

Pluss-ahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Pluss-ahelalised RNA-viirused on enamasti ikosaeedrilise kapsiidiga. Mõnedel on ka membraan (envelope). Virionide diameeter on ligikaudu 30–70 nm (nanomeetrit). Nende genoomid on keskmise suurusega, 7000 – 12 000 nukleotiidi, ja kodeerivad keskmiselt kümmet valku.[2] Nende seas on viiruseid, mis põhjustavad haiguseid ka inimestel, näiteks entsefaliit, hepatiit, polüartriit, kollapalavik ja tavaline külmetus. Lisaks nakatavad nad ka põllukultuure, baktereid, seeni ja putukaid.[1]

Miinus-ahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Miinus-ahelalistel RNA-viiruste kapsiid võib olla nii ikosaeedriline kui ka filamentne. Mõlemat tüüpi kapsiidid on kaetud membraaniga. Ikosaeedriliste kapsiidide diameeter on 100–300 nm, filamentsete diameeter 80 nm ja pikkus 800 nm. Mõnedel sugukondadel on genoom segmenteerunud (virionis on mitu RNA molekuli). Genoomi pikkuseks on tavaliselt 10–19 tuhat nukleotiidi. Nakatavad ainult loomseid organisme ja mõnda üksikut taime. Põhjustavad inimestel raskeid haiguseid, näiteks gripp, leetrid, marutõve entsefaliit ja mumps.[2]

Kaheahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Kaheahelalistel RNA-viirustel on tavaliselt kahe- või kolmekihiline ikosaeedriline kapsiid, mille diameeter on 60–85 nm. Nende genoom on samuti segmenteerunud, neil on kuni 12 RNA fragmenti. Genoomi kogupikkus on 18–24 tuhat aluspaari. Siia rühma kuuluvad rotaviirused, mis põhjustavad väikelastel gastroenteriiti.[2]

Infektsioon[muuda | redigeeri lähteteksti]

Rotaviiruse rekonstruktsioon

Pluss-ahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Esimene sündmus peale viiruse genoomi sisenemist rakku on translatsioon. Kuna rakus ei ole RNA-st sõltuvat RNA polümeraasi (RdRp), peab viirusel kindlasti olema geen, mis seda kodeerib, vastasel juhul ei saaks viiruse genoom replitseeruda. Järgmisena sünteesib RdRp antigenoomse RNA ehk miinus-ahela. Miinus-ahel on matriitsiks uutele viiruse genoomidele, sest temalt saab uuesti sünteesida pluss-ahela.[1] Pluss-ahelaid kasutatakse replikatsiooniks, translatsiooniks või nad pakitakse virioni. Virionid väljuvad rakust pungumise kaudu.[2]

Miinus-ahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Virion siseneb rakku endotsütoosi või fusiooniga. Pärast rakku jõudmist ei saa viiruse genoomi kohe transleerida, sest translatsioon saab toimuda ainult positiivselt RNA ahelalt. Seetõttu on vajalik, et viirusel oleks kapsiidis kaasas oma RdRp, mis sünteesiks positiivse mRNA ahela. Genoomi ei pakita kapsiidist täielikult lahti, vaid see jääb seotuks mõne kapsiidivalguga. See on vajalik, et saaks kapsiidi pakkida erineva pikkusega RNA-sid, ja et oleks võimalik eristada genoomset RNA-d teistest sama pikkusega suvalistest RNA-dest. Lisaks kaitseb see RNA-d raku kaitsemehhanismide eest (näiteks RNA interferents). Pärast mõnda translatsiooni saab viiruse genoomilt kodeerida vcRNA, mis on matriitsiks uutele viiruse genoomidele. Uued genoomid seonduvad kohe pärast sünteesi kapsiidivalkudega. Uued virionid väljuvad rakust pungumise kaudu.[2]

Kaheahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Rakku sisenemisel eemaldatakse viirusel kõige välimine kapsiidikiht. See aktiveerib partikli sisemuses transkriptsiooni. Sarnaselt miinus-ahelalistele RNA-viirustele pakivad ka kaheahelalised RNA-viirused oma RdRp kapsiidi kaasa. Samuti ei pakita nende genoomi kapsiidist täielikult lahti. Tekkinud mRNA saadetakse partiklist välja ning sellelt sünteesitakse valke. Mõned mRNAd jäävad pärast translatsiooni viiruse valkudega seotuks ja moodustavad kompleksi, millest saab alguse uue genoomi süntees. Juurde sünteesitakse ainult miinus-ahel. Uued virionid lahkuvad rakust raku lüüsimise teel.[2]

Patogeensus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Patogeensus ei ole viirusele vajalik omadus, enamik viiruseid replitseeruvad peremehes asümptomaatiliselt (ei tekita sümptomeid). Patogeensetel viirustel on infektsioonitsüklis mitu kriitilist punkti, mis määravad viiruse põhjustatud haiguse iseloomu.

  • Sisenemine – Toimub tavaliselt naha, hingamisteede, silmade, seedetrakti või urogenitaaltrakti kaudu.
  • Primaarne replikatsioon – Tihti määrab see etapp, kas haigus on lokaalne või levib süsteemse infektsioonina.
  • Levik peremehes – Viirus saab peremehes levida rakust rakku, vere või närvisüsteemi kaudu.
  • Raku/koe tropism – Viiruse võime nakatada erinevaid rakke ja kudesid. Määrab suuresti haiguse lokalisatsiooni.
  • Peremehe immuunvastus – Mõjutab oluliselt viiruse infektsiooni efektiivsust.
  • Sekundaarne replikatsioon – Toimub kudedes, mida viirus on võimeline nakatama. Kui peremehe immuunsüsteem jõuab viiruse enne hävitada, siis tavaliselt haigust ei teki.
  • Rakkude ja kudede kahjustamine – Paljud viirused modifitseerivad peremehe replikatsiooni, transkriptsiooni ja translatsiooni jaoks vajalikke ensüüme, kofaktoreid ja substraate, mis võib hiljem rakule saatuslikuks saada. Vähesed viirused lüüsivad raku, mis tavaliselt põhjustab peremehes põletikku. Leidub ka selliseid viiruseid, mis rakule surmavalt ei mõju.
  • Persistentsus vs tervenemine – Kui peremehe immuunsüsteem ei saa viirusest jagu, jääb viirus kas persistentselt peremeesorganismi või tapab ta. Kui peremehe immuunsüsteem saab viirusest jagu, kaob peremehel haigus.[4]

Pluss-ahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Coronaviiruse virionid elektronmikroskoobis

SARSi Coronaviirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

SARS (severe acute respiratoty syndrome) levib tavaliselt nahkhiirtel, kuid 2002. aasta sügisel puhkes epideemia, mis algas Hiinast, ka inimeste seas. SARS on ebatüüpiline kopsupõletik, mida iseloomustavad kõrge palavik, lihasvalu ja lümfofeenia (vähenenud lümfisõlmede arv). Epideemia lõppes 2003. aasta suvel. Kokku haigestus 8098 inimest, kellest 774 suri. Täheldati, et lapsed talusid haigust tunduvalt paremini kui täiskasvanud. Vanurite seas oli letaalsus kuni 50%.[1]

Lääne-Niiluse viirus (West Nile virus)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Lääne-Niiluse viirus avastati 1999. aastal, kui toimus haiguspuhang New Yorgis. Haigestus 62 inimest, kellest seitse suri entsefaliiti. Samal ajal suri ka arvukalt linde. Järgneva kuue aasta jooksul levis viirus üle kogu USA ja jõudis ka Kandasse. Kokku haigestus üle 20 000 inimese, kellest 800 suri neuroloogiliste komplikatsioonide tagajärjel. Arvatakse, et viirus jõudis USA-sse nakatunud sääsega, kes oli lennukisse lõksu jäänud.[1]

Dengue viirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Dengue viirusest põhjustatud lööve

Dengue viirust kannavad edasi sääsed ja tänu sellele põhjustavad nad laiaulatuslikke epideemiaid. Alates 1994. aastast on Ameerikas igal aastal olnud Dengue viiruse puhang. Viirus põhjustab hemorraagilist palavikku. Vaatamata viiruse vastu võitlemisele, haigestus aastatel 2001–2005 Dengue palavikku 50 000 inimest, kellest 700 suri.[1]

Miinus-ahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Marutõve patsient

Marutaudi viirus (Rabies virus)[muuda | redigeeri lähteteksti]

Marutaudi seostatakse tavaliselt koerlaste ja teiste imetajatega, nagu skungid ja pesukarud. Tegelikult on marutõve kõige suuremaks looduslikuks reservuaariks aga nahkhiired. Vähestel juhtudel hammustab nahkhiir inimest, tavaliselt satuvad nahkhiire väljaheidete osakesed inimese hingamisteedesse, sellega koos ka viiruspartiklid. Marutõve vastu on proovitud võidelda nahkhiirte massilise hävitamisega, kuid see ei ole andnud soovitud tulemust. Marutõbe saab ravida, kuid seda tehakse ainult arenenud riikidest, sest ravim on kallis.[1]

Henipaviirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Henipaviirus avastati 1994. aastal, kui Austraalias toimus kaks suurt puhangut. Esimene neist toimus augustis, kui kaks hobust surid hingamisteede vaegustesse ja nende omanik haigestus samuti. Aasta pärast suri ka omanik entsefaliiti. Teine juhtum toimus 1994. aasta septembris, kui haigestus tiine mära. Ta elas samas tallis veel 23 hobusega, kellest 17 haigestusid ja 13 surid. Kahel ellujäänul tekkisid neuroloogilised kahjustused. Lisaks olid nakatunud veel kolm hobust, kuid neil sümptomeid ei täheldatud. Haigestusid ka kaks inimest, kes hobuste eest hoolitsesid. Üks neist suri hingamisteede- ja neerupuudulikkusesse. Järeldati, et viirus vajab levimiseks lähedast kontakti. Henipaviiruse looduslikuks reservuaariks on lendoravad, teistele organismidele levivad nad harva.[1]

Marburgi viirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Marburgi viirus avastati 1967. aastal, kui toimusid hemorraagilise palaviku haiguspuhangud Marburgis, Frankfurdis ja Belgradis. Haiguse allikaks olid Ugandast pärit ahvi neeru rakud, mida kasvatati koekultuuris. Haigestus 25 laboritöötajat ja sekundaarse nakkusega veel kuus inimest. Seitse neist surid. Peale seda on toimunud veel mitmeid looduslikke puhanguid, kus letaalsus oli 80–90%.[1]

Ebola viirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Ebola viirus isoleeriti esmakordselt 1976. aastal, kui toimus hemorraagilise palaviku puhang Zaire'is ja Sudaanis. Haigestus üle 600 inimese, kellest 430 surid. Pärast seda on toimunud mitmed puhangud üle Aafrika. Ebola viiruse looduslikuks reservuaariks on nahkhiired. On selge, et ahvid nakatuvad Ebola viirusesse ja levitavad seda ka inimestele, kuid ei ole teada, kuidas ahvid selle saavad. Arvatakse, et ahvid söövad puuvilju, mida on eelnevalt hammustanud nahkhiired.[1]

Gripiviirus (Influenza A)[muuda | redigeeri lähteteksti]

H5N1 levik maailmas

20. sajandil põhjustas gripiviirus A kolm väga suurt pandeemiat. Kõige tõsisem neist oli 1918. aastal, kui nakatus 30% kogu Maa elanikkonnast. Üle 100 miljoni inimese suri. Neid pandeemiaid seostatakse uute pinnaglükoproteiinide (HA ja NA) tekkimisega. Gripiviirus A looduslikuks reservuaariks on linnud. Selleks, et need viirused saaksid nakatada ka inimesi, peavad nad ümber kohanema.

  • H5N1 – Avastati esimest korda Hiinas, kui 1995. aastal surid sellesse haned. Aastate jooksul on viirus rekombineerunud teiste gripiviirustega ja on võimeline nakatama ka inimesi. Viiruse letaalsus on inimese puhul umbes 50%. Siiani levib viirus inimesele vaid lindudelt. Teadlased arvavad, et juhul kui viirus omandab võime levida ka inimeselt inimesele, saaks sellest 21. sajandi üks suuremaid gripipandeemiaid.
  • H7N7 – 2003. aastal oli Hollandis epideemia, kus viirusesse nakatus 89 inimest. See viiruse tüvi oli võimeline levima ka inimeselt inimesele. Epideemia peatati kiiresti tänu linnuliha rangele kontrollile.[1]

Hantaviirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Hantaviirused levivad närilistega ja nakatavad inimesi nende väljaheidete kaudu. Hantaviiruseid hakati uurima Korea sõja ajal, kui 3000 USA sõdurit haigestusid hemorraagilisse palavikku. Praeguseks on leitud ka Hantaviiruseid, mis põhjustavad hingamisteede häireid ja võivad viia äkilise surmani.[1]

Kaheahelalised RNA-viirused[muuda | redigeeri lähteteksti]

Rotaviirus[muuda | redigeeri lähteteksti]

Inimese rotaviirus nakatab tavaliselt vastsündinuid ja väikelapsi. See põhjustab tugevat kõhulahtisust ja vedelikukaotus võib olla letaalne. Arengumaades on rotaviiruse põhjustatud gastroenteriit märkimisväärne väikelaste surma põhjustaja. Igal aastal põhjustab rotaviirus maailmas kokku 300 000 – 800 000 surma. Väikelastele on välja töötatud ka rotaviiruse vastane vaktsiin, kuid selle mõju ei kesta terve elu.[1]

Taksonoomia[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viiruste klassifitseerimisel on levinud kaks meetodit: ICTV (International Comittee on Taxonomy of Viruses) ja Baltimore’i meetod. Baltimore’i klassifikatsiooni järgi jagunevad RNA-genoomsed viirused kolme gruppi: III grupp (dsRNA-viirused), IV grupp (pluss-ahelalised ssRNA-viirused) ja V grupp (miinus-ahelalised ssRNA-viirused).[5] ICTV järgi jaotatakse viirused seltsidesse, sugukondadesse, alamsugukondadesse ja perekondadesse.[3]


Selts Mononegavirales (miinus-ahelalised RNA-viirused)


Selts Nidovirales (pluss-ahelalised RNA-viirused)


Selts Picornavirales (pluss-ahelalised RNA-viirused)


Selts Tymovirales (pluss-ahelalised RNA-viirused)


Määramata selts (miinus-ahelalised ssRNA-viirused, pluss-ahelalised ssRNA-viirused ja dsRNA-viirused)

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]

  1. 1,00 1,01 1,02 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 1,11 1,12 Strauss, J. H., Strauss, E. G. Viruses and Human Disease, second edition, 2008
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Acheson, N. H., Fundamentals of Molecular Virology, second edition, 2011
  3. 3,0 3,1 3,2 International Comittee on Taxonomy of Viruses [1]
  4. MicrobiologyBytes [2]
  5. The Big Picture Book of Viruses [3]