Virus

Definition

  • Makromoleküle, die aus Proteinen und, je nach Virusart, einem Genom aus DNA oder RNA bestehen.
  • Sie besitzen weder eine Zellstruktur noch einen eigenen Stoffwechsel.

Bemerkungen

  • Viren unterscheiden sich von den übrigen Mikroorganismen durch folgende, für sie charakteristische Eigenschaften:
    • Viren enthalten entweder DNA oder RNA, nie jedoch beide Nukleinsäuren zugleich.
    • Dementsprechend unterscheidet man:
    • Viren haben keine zelluläre Struktur; ihnen fehlen Enzymsysteme für den Energie- und Eiweißstoffwechsel, sie können daher keine eigene Energie gewinnen oder Eiweißstoffe aufbauen.
    • Viren können sich nicht selbständig durch z.B. durch Querteilung vermehren. Vielmehr regen sie die infizierte Zelle dazu an Virusbestandteile zu synthetisieren. Diese werden getrennt voneinander gebildet und erst danach zusammengesetzt und ausgeschleust.
    • Viren können nicht mit Antibiotika bekämpft werden.
    • Viren können nur innerhalb bestimmter menschlicher, tierischer und pflanzlicher Zellen "leben" und sich darin vermehren (obligat intrazellulärer Parasitismus).

Morphologie

  • Das einzelne, reife Virusteilchen bezeichnet man als Virion (Plural: Viria). 
  • Dieses Virion setzt sich aus 2, bei anderen Viren auch drei Komponenten:
  • Kapsid und Nukleinsäure werden oft auch unter dem Begriff Nukleokapsid zusammengefasst.
  • Ein Virion kann entweder nur aus diesem nackten Nukleokapsid bestehen, oder es trägt noch eine Außenhülle (Envelope). Diese schützende Außenhülle besteht aus Eiweißstoffen, Lipiden sowie Kohlenhydraten und zeigt meist noch Fortsätze unterschiedlicher Morphologie (sogenannte Spikes).
  • Der Durchmesser eines Virions kann, je nach Art des Virus, zwischen ca. 18 und ca. 450 nm betragen.

Formen

Helikales Virus Kubisches Virus
Kugeliges Virus Bakteriophage

Vermehrung

  • Der Vermehrungszyklus der tierischen Viren gleicht dem der Bakeriophagen. 
  • Der Viruszyklus läuft für gewöhnlich in folgenden Stadien ab:
    1. Adsorption
      • Eine bestimmte Virusart kann nur ganz bestimmte Zellarten infizieren, darüber entscheidet das Vorhandensein oder Fehlen spezifischer Virusrezeptoren in der Zellmembran dieser Wirtszelle. Ist der dazu passende Zellmembranrezeptor vorhanden, bindet sich das Virus an die Zelle. Diese Bindung ist reversibel, das Virus kann in diesem Stadium noch durch spezifische Antikörper neutralisiert werden.
    2. Penetration
      • Das adsorbierte Virus kann in das Innere der Wirtszelle penetrieren, oder es gelangt durch Verschmelzung der Virushülle mit der Zellmembran ins Zellinnere. Im Inneren der Wirtszelle wird die Nukleinsäure aus dem Viruskapsid freigesetzt, diesen Vorgang nennt man Uncoating.
    3. Synthese von Virusbestandteilen
      • Nach der Freisetzung der infektiösen Nukleinsäure werden die Stoffwechselzentren der Wirtszelle gezwungen, virusspezifische Proteine (u.a. Kapsidmaterial) und entsprechende Nukleinsäurestränge aufzubauen. Die Synthese dieser Virusbestandteile erfolgt getrennt voneinander.
    4. Reifung der neugebildeten Viren
      • Für gewöhnlich werden die neugebildeten Nukleinsäurestränge in die fertigen Viruskapside eingebaut.
    5. Ausschleusung der neugebauten Viren
      • Die neuen und fertig zusammengebauten Viren werden entweder im Inneren der Wirtszelle zunächst gespeichert, oder sofort ausgeschleust. Die Freisetzung der Viren erfolgt entweder durch aktives Ausschleusen der Viren oder durch Lyse der Wirtszelle. Umhüllte Viren bekommen beim Ausschleusen einen Teil der Zellmembran der Wirtszelle als Außenhülle mit.
  • Ähnlich wie bei den Bakteriophagen kann es auch bei tierischen Viren zu einem nur unvollständigen Vermehrungszyklus kommen. 
  • Die Virusnukleinsäure wird z.B. in die Erbanlage der Wirtszelle eingebaut und bei der Teilung an die Tochterzellen weitervererbt, oder sie bleibt in episomaler Form im Zytoplasma liegen (ähnlich den Plasmiden). 
  • Wirtszellen mit solchen integrierten abortiven Viren können veränderte Eigenschaften zeigen (z.B. bösartige Entartung). 
  • Das integrierte abortive Virus kann durch verschiedene äußere Reize (UV-Strahlen, mutagene Substanzen u.a.) wieder in ein Vollvirus verwandelt werden.
 

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