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1 · 第1學期普通生物學(上)科學方法

病毒分類

Virus Classification

難度 3 · 進階virologyclassification想做成互動版

現代病毒分類已整合同源基因、蛋白質結構、複製機制、生態學等多元數據。Metagenomics 使病毒多樣性認知爆炸性成長。

ICTV 的最新分類架構

當前版本基於複製相關蛋白 (RdRp, RT, Rep) 的系統發育學、衣殼蛋白結構與摺疊 (fold)、基因組結構。Realm 級分子基礎:Riboviria(RNA virus + retrovirus,共用 RdRp 同源)、Monodnaviria(ssDNA virus,共用 Rep rolling circle)、Duplodnaviria(HK97-fold capsid)、Varidnaviria(double jelly-roll fold capsid)。

Viroid 和 Virusoid

Viroid:circular ssRNA,無 capsid,不編碼蛋白,僅感染植物。透過 ribozyme 活性自我剪切複製。如 PSTVd (potato spindle tuber viroid)。

內源性病毒元件 (EVE)

病毒序列插入宿主基因組。人類基因組 ~8% 源自 retrovirus (HERV)。Syncytin:源自 retroviral env gene,現用於胎盤融合——病毒基因被馴化的經典案例。

巨大病毒 (Giant Virus)

Mimivirus (750 nm,可光學顯微鏡看):1.2 Mb genome, ~1000 genes。Pandoravirus (1 μm):2.5 Mb。Pithovirus:1.5 μm, 但 genes 少 (~500)。挑戰病毒定義:有些含 tRNA synthetase、translation factors。

系統發育學爭議

病毒可能是多起源 (polyphyletic)。「病毒先於細胞」假說 (virus-first hypothesis)、「逃逸假說」(escape hypothesis:病毒源自細胞 mobile genetic elements)、「退化假說」(reduction hypothesis:病毒源自退化細胞)。

Metagenomics 與病毒發現

Virome 分析:從環境樣本直接定序 viral particles。海水每 mL 含 ~10⁷ 病毒顆粒。> 99% 病毒序列無資料庫匹配 (viral dark matter)。VirSorter, DeepVirFinder 等生物資訊工具預測新病毒。

病毒演化動力學

Quasispecies (Eigen 1971):RNA 病毒在宿主內形成突變譜 (mutant spectrum)。Muller's ratchet:瓶頸效應累積有害突變。錯誤閾值 (error threshold):突變率超過此值 → 病毒崩潰 (lethal mutagenesis)。

互動工具

動手玩玩看

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