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4.1 - 4.5 - Grippe (gesamt)

Viren

Viren sind eine Gruppe von Krankheitserregern, die alle wenigen ähnlichen Grundprinzipien im strukturellen Aufbau und im Lebenszyklus folgen. Sie besitzen einen Nucleinsäurekern, der von einer Proteinhülle, dem Protein-Capsid, umgeben ist. Diese Kombination stellt bereits ein vollständiges Viruspartikel, das Virion, dar.

Einige komplexer aufgebaute Viren besitzen zusätzlich noch eine Membranhülle, die das Capsid umschließt und ursprünglich aus der Membran der Wirtszelle hervorgegangen ist. Bei vielen Viren sind in die Protein-Capsid-Hülle bzw. in die Lipiddoppelschicht der Membran noch weitere Proteine eingelagert, die teilweise aus der Hülle herausragen und je nach Virus unterschiedliche Funktionen wie z.B. das Erkennen von spezifischen Rezeptoren auf der Oberfläche der Wirtszelle erfüllen.

Abb.1
Schematische Zeichnung eines Influenza-Virus

Den Viren fehlt die Ausstattung zur Protein-Biosynthese (Translation). Stattdessen benutzen sie den Stoffwechselapparat der Wirtszelle für die Produktion ihrer eigenen Virus-Proteine und zum großen Teil auch für die Synthese des Virus-Genoms. Viren sind also parasitär. Am Ende ihres Lebenszyklus steht neben vielen neugebildeten Virus-Partikeln, die aus der Wirtszelle heraus geschleust werden, oft die Zerstörung der Wirtszelle.

Das Virus-Genom liegt nicht immer in Form doppelsträngiger DNA vor wie bei Zellen. So gibt es Viren mit einzel- oder doppelsträngiger DNA oder auch mit einzel- oder doppelsträngiger RNA. Bei einzelsträngigen RNA-Viren kann die RNA als Messenger-RNA (mRNA) oder in der zur mRNA komplementären negativen Form der RNA vorliegen. Im letzteren Fall muss das Virus außerdem die Transkriptionsenzyme für die Herstellung der zur Virus-RNA (vRNA) komplementären mRNA enthalten, weil die meisten Zellen zu dieser Transkription nicht befähigt sind.

Die mRNA wird aber unbedingt gebraucht. Denn nur die mRNA besitzt die Basenfolge, die zur korrekten Translation (Proteinbiosynthese) in den Ribosomen der Wirtszelle führt, d.h. zur gewünschten Aminosäure-Sequenz. Entsprechend den verschiedenen Formen von Nucleinsäuren, die in Viren vorkommen, unterscheiden sich auch die molekularen Mechanismen ihrer Replikation.

Ein entscheidender Schritt im Lebenszyklus der Viren ist das Andocken des Virus an der Oberfläche der Wirtszelle. Dies geschieht über molekulare Wechselwirkungen zwischen spezifisch aufeinander abgestimmten Rezeptoren auf der Oberfläche des Virus und der Wirtszelle. Aus diesem Grunde kann eine bestimmte Virusart normalerweise nur sehr wenige verschiedene Wirte infizieren, die eng miteinander verwandt sind. Außerdem werden in den Wirten meist nicht alle Zellen befallen, sondern nur die Zellen bestimmter Gewebetypen, die die passenden Rezeptoren auf ihrer Oberfläche tragen.

Für die Grippeinfektion ist das Influenza-Virus verantwortlich, das wir auf den nächsten Seiten ausführlicher beschreiben werden.

Viren können den Menschen, Tiere, Pflanzen oder auch Bakterien befallen. Eine beliebige Übertragung der jeweiligen Viren zwischen den verschiedenen Organismen ist aber nicht möglich. Viren sind deutlich kleiner als etwa Bakterien (das Influenza-Virus hat z.B. einen Durchmesser von ca. 100 nm). Aus diesem Grunde sind in der Regel elektronenmikroskopische Methoden erforderlich, um Bilder von ihnen zu erhalten:

Abb.2
Tabakmosaik-Virus
Mit freundlicher Genehmigung von Harold Fisher, University of Rhode Island.
Abb.3
Bakteriophage λ
Mit freundlicher Genehmigung von Harold Fisher, University of Rhode Island.
Abb.4
Influenza-Virus
Mit freundlicher Genehmigung von Harold Fisher, University of Rhode Island.

Elektronenmikroskopische Aufnahmen einer Auswahl verschiedener Viren.

Literatur

(1992): Viren: Musterbeispiele für zelluläre Funktionen. In: Biochemie. D. Voet J. Voet G. (Hrsg.). VCH Weinheim , 997-1043
(1997): Viren: Definition, Aufbau, Einteilung. In: Molekulare Virologie. S. Modrow D. Falke (Hrsg.). Spektrum Akademischer Verlag , 12-19
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