The evolution of SARS-CoV-2 virus during the pandemic of COVID-19

Abstract

Coronaviruses are animal and human viruses which, in the case of humans, cause respiratory diseases. The genome of coronaviruses is non-segmented and encodes several structural and several non-structural proteins. As their genome consists of single-stranded RNA in a positive sense, they encode RNA-dependent RNA polymerase. The origin of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is uncertain and may never be known. However, this thesis covers up-to-date knowledge and the arguments for the main theories on the emergence of this virus. The pandemic of disease COVID-19 caused by the SARS-CoV-2 had an enormous impact on the health and lives of people worldwide. The length and severity of the pandemic were caused by the characteristic of the virus, transmissibility and asymptomatic type of infection with severe symptoms in elderly and chronically ill individuals and the fast evolution of the virus after its appearance in humans. This thesis will describe important characteristics of the most important variants of the virus and changes which gave them a selection advantage. In the end, trends in the evolution of SARS-CoV-2 will be discussed. Keywords: SARS-CoV-2, Coronaviridae, variants, phylogeny, origin, evolution

Koronaviry jsou lidské a zvířecí viry, které u lidí způsobují respirační onemocnění. Jejich genom je nesegmentovaný a kóduje několik strukturních a nestrukturních proteinů. Vzhledem k tomu, že je genom koronavirů tvořen jednovlákennou RNA v pozitivním smyslu, kódují si vlastní RNA dependentní RNA polymerázu. Existuje několik hypotéz o původu viru SARS-CoV-2, žádná však zatím není definitivní. Následná pandemie nemoci COVID-19 způsobena virem SARS-CoV-2, měla zásadní efekt na zdraví a život lidí po celém světě. Doba trvání a závažnost této pandemie byly ovlivněny několika vlastnostmi viru SARS-CoV-2 - přenosnost, možnost asymptomatického průběhu, vážné symptomatické onemocnění u starších a chronicky nemocných pacientů a rychlá evoluce viru po jeho vstupu do lidské populace. Tato práce shrnuje dosavadní a aktuální poznání včetně argumentů pro předpokládané teorie vzniku tohoto viru, hlavní charakteristiky a varianty viru SARS-CoV-2 včetně selekčních výhod, které představily. Závěrem jsou diskutovány trendy v evoluci viru SARS-CoV-2. Klíčová slova: SARS-CoV-2, koronaviry, varianty, fylogeneze, původ, evoluce