Als DNA-Virus (Plural DNA-Viren, synonym DNS-Virus) bezeichnet man Viren, deren Erbmaterial (Genom) aus DNA (Abkürzung für englisch , „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 ) 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.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. .
Die meisten Onkoviren sind DNA-Viren, z. B. manche Herpesviren, manche humane Papillomviren oder das Hepatitis-B-Virus.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.
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 näher 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: ), der normalen Genom-Form allen Lebens.SIB: Double Strand DNA Viruses, auf: ViralZone Enthaltene Verwandtschaftsgruppen:
Realm Adnaviria Reich Zilligvirae Phylum Taleaviricota Klasse Tokiviricetes Ordnung Ligamenvirales (mit Lipothrixviridae, Rudiviridae, Ungulaviridae) Ordnung Maximonvirales (mit Ahmunviridae) Ordnung Primavirales (mit TristromaviridaeSIB: Tristromaviridae, auf: ViralZone)
Realm Duplodnaviria Reich HeunggongviraeICTV: ICTV Taxonomy history: Human alphaherpesvirus 1. EC 51, Berlin, Deutschland, Juli 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35). Phylum Peploviricota Klasse Herviviricetes Ordnung Herpesvirales – Ordnung der Herpesviren (im weiteren Sinn, mit Orthoherpesviridae, sowie Alloherpesviridae, Malacoherpesviridae) Phylum Uroviricota Klasse Caudoviricetes – Bakterien- und Archaeenviren mit Kopf-Schwanz-Struktur Ordnung Crassvirales Ordnung Juravirales Ordnung Kirjokansivirales Ordnung Magrovirales Ordnung Methanobavirales Ordnung Nakonvirales Ordnung Thumleimavirales etliche weitere ohne Ordnungszuweisung
Realm VaridnaviriaICTV: ICTV Taxonomy history: Acanthamoeba polyphaga mimivirus. EC 51, Berlin, Deutschland, Juli 2019; Email ratification March 2020 (MSL #35). (ursprünglicher Vorschlag „Divdnaviria“) Reich Abadenavirae Phylum Produgelaviricota Klasse Ainoaviricetes (mit Finnlakeviridae) Klasse Belvinaviricetes (früher Tectiliviricetes) (mit Atroposvirales: Skuldviridae, Belfryvirales: Turriviridae, Coyopavirales: Chaacviridae, Vinavirales: Asemoviridae, Autolykiviridae, Corticoviridae, Mestraviridae, Parnassusviridae) Reich Bamfordvirae Phylum Nucleocytoviricota (ursprünglicher Vorschlag „Nucleocytoplasmaviricota“, früher Nucleocytoplasmic large DNA viruses, NCLDV) Klasse Megaviricetes (Riesenviren) Klasse Mriyaviricetes (mit Yaraviridae) Klasse Pokkesviricetes (mit Asfarviridae und Pockenviren) Phylum Preplasmiviricota Subphylum Polisuviricotina Klasse Aquintoviricetes (mit Phypoliviridae) Klasse Pharingeaviricetes (mit Adenoviridae) Klasse Polintoviricetes (mit Eupolintoviridae, früher AdintoviridaeNCBI Taxonomy Browser: Adintoviridae) Klasse Maveriviricetes (mit Virophagen: Maviroviridae, Sputniviroviridae, …) Subphylum Prepoliviricotina Klasse Tectiliviricetes (mit Tectiviridae)
Realm SingelaviriaICTV: MSL #40.v1, 3. März 2025. Reich Helvetiavirae Phylum Dividoviricota Klasse Laserviricetes (mit Halopanivirales: Matsushitaviridae, Simuloviridae, Sphaerolipoviridae)
Realm Floreoviria (früher zu Monodnaviria) Reich Shotokuvirae Phylum Cossaviricota Klasse Papovaviricetes (Papillomviren und Polyomaviren)
dsDNA-Viren ohne Realm-Zuweisung: Ordnung Lefavirales Familie Baculoviridae Familie Hytrosaviridae Familie Nudiviridae ?Familie Polydnaviriformidae (? – ggf. ohne Gattung Ichnoviriform, d. h. nur Gattung Bracoviriform) Familien ohne Ordnungs-Zuweisung Familie Nimaviridae in keinen höheren Rang klassifizierte Familien: Familie AmpullaviridaeSIB: Ampullaviridae, auf: ViralZone Familie Bartogtaviriformidae Familie Brachygtaviriformidae Familie BicaudaviridaeSIB: Bicaudaviridae, auf: ViralZone Familie ClavaviridaeSIB: Clavaviridae, auf: ViralZone (mit Gattung ClavavirusSIB: Clavavirus, auf: ViralZone) Familie Eurekaviridae Familie FuselloviridaeSIB: Fuselloviridae, auf: ViralZone Familie GlobuloviridaeSIB: Globuloviridae, auf: ViralZone (mit Gattung GlobulovirusSIB: Globulovirus, auf: ViralZone) Familie Guttaviridae Familie Halspiviridae Familie Huangdiviridae Familie Nipumfusiviridae (dsDNA, ssDNA) Familie Ovaliviridae Familie Plasmaviridae Familie Portogloboviridae Familie Rhodogtaviriformidae Familie Thaspiviridae ?Familie Polydnaviriformidae (früher Polydnaviridae vermutet 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.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, , 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, . in keinen höheren Rang klassifizierte Gattungen: Gattung Dinodnavirus (evtl. zu Nucleocytoviricota, Ordnung Asfuvirales) Gattung „Rhizidiovirus“ (inoffiziell, da ohne Sequenzierung)
Baltimore-Gruppe 2 Viren mit Einzelstrang-DNA-Genom (ssDNA: ), die Virionen enthalten DNA positiver oder negativer Polarität.SIB: Single Strand DNA Viruses. Auf: ViralZone Enthaltene Verwandtschaftsgruppen:
Realm Efunaviria (früher zu Monodnaviria) Reich Loebvirae Phylum Hofneiviricota Klasse Faserviricetes Ordnung Tubulavirales
Realm Volvereviria (früher zu Monodnaviria) Reich Sangervirae Phylum Phixviricota +ssDNA Klasse Microviricetes (früher Malgrandaviricetes) Ordnungen Alpavirales, Amoyvirales, Bullavirales (mit Phage PhiX174 in Fam. Eubullaviridae), Gokushovirales, Reekeekeevirales, Roodoodoovirales und Secretvirales
Realm Floreoviria (früher zu Monodnaviria, hier nur ssDNA-Vertreter) Reich Shotokuvirae Phylum Commensaviricota Klasse Cardeaviricetes Ordnung Sanitavirales Familie Anelloviridae Phylum Cossaviricota (ohne Papovaviricetes) Klasse Mouviricetes Ordnung Polivirales (Bidnaviridae): bipartitSIB: Bidnaviridae. Klasse Quintoviricetes Ordnung Piccovirales (Parvoviridae) Phylum Cressdnaviricota (CRESS-DNA-Viren: manche stückweise auch dsDNA,SIB: Bacilladnaviridae) Klasse Arfiviricetes Ordnung Baphyvirales (Bacilladnaviridae) Ordnung Cirlivirales (Circoviridae, Endolinaviridae, Vilyaviridae) Ordnung Cremevirales (Smacoviridae)NCBI: Smacoviridae (family) Ordnung Gredzevirales (Gandrviridae, Ouroboviridae) Ordnung Jormunvirales (Draupnirviridae) Ordnung Mulpavirales (Amesuviridae, Anicreviridae, Metaxyviridae, Nanoviridae, ?Alphasatellitidae) Ordnung Recrevirales (Redondoviridae) Ordnung Ringavirales (Pecoviridae) Ordnung Rivendellvirales (Naryaviridae) Ordnung Rohanvirales (Adamaviridae – ?inkl. „Circularisvirus“,NCBI: Circularisvirus (clade) Kirkoviridae, Nenyaviridae) Ordnung Saturnivirales (Kanorauviridae, Mahapunaviridae) Klasse Repensiviricetes Ordnung Geplafuvirales (Geminiviridae, Genomoviridae, Geplanaviridae) CRESS-DNA-Viren ohne nähere Zuordnung Familie „Cruciviridae“ (vorgeschlagen, ssDNA) – Ähnlichkeit mit den Familien der Cressdnaviricota (ssDNA) im Genom als auch der Tombusviridae (+ssRNA) im Kapsid. Offenbar aus einem oder mehreren DNA-RNA-Rekombinationsereignissen entstanden, die Monophylie wird diskutiert. Klade „Volvovirus“ (vorgeschlagen)NCBI: Volvovirus (clade)
Realm Varidnaviria (hier nur ssDNA-Vertreter) Reich Bamfordvirae (hier nur ssDNA-Vertreter) Phylum Preplasmiviricota (hier nur ssDNA-Vertreter) Klasse Ainoaviricetes Ordnung Lautamovirales (FinnlakeviridaeElina 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.)
ssDNA-Viren ohne Realm-Zuordnung Familie Nipumfusiviridae (dsDNA, ssDNA) Familie Obscuriviridae (ssDNA) Familie Spiraviridae Familie Tolecusatellitidae
Sonderfälle Gruppe 1/2 Gruppen mit Vertretern der Baltimore-Gruppen 1 wie auch 2 und unsichere Zuordnung
Realm Pleomoviria (früher zu Monodnaviria) Reich Trapavirae Phylum Saleviricota Klasse Huolimaviricetes (ssDNA+dsDNA) Ordnung Haloruvirales (Pleolipoviridae)
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
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