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Exkurs: Das Genom der Viren

Definition
Viren stehen an der Grenze zwischen lebender und toter Materie. Diese kleinen Partikel, die oft nur aus Nucleinsäuren und Protein bestehen, können sich nicht selbstständig replizieren, sondern benötigen immer eine lebende Zelle für ihre Vermehrung.

Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel, keine Mitochondrien und keine Ribosomen. Viele Wissenschaftler sehen Viren daher auch eher als eine Art selbstständiger Gene an, die sich entweder schon sehr früh in der Evolution des Lebens aus den damals vorhandenen selbst-replizierenden Molekülen gebildet haben oder erst später aus sehr primitiven zellulären Parasiten entstanden sind, die alle Funktionen bis auf die Replikation verloren haben. Nach einer anderen Theorie könnten Viren sich von zelleigenen DNA- bzw. RNA-Molekülen ableiten, die irgendwann die Fähigkeit zur unabhängigen Replikation erworben haben.

Das Genom der Viren zeichnet sich durch eine enorme Vielfalt aus. Es gibt Viren, deren Genom aus doppel- oder einzelsträngiger DNA oder RNA besteht. Der Nobelpreisträger David Baltimore schlug 1971 daher vor, die Viren auf der Basis ihrer Vermehrungsstrategie und damit nach der Art der Nucleinsäure zu klassifizieren. Nach dieser Klassifikation werden Viren mit Einzelstrang-DNA oder RNA (ssDNA bzw. ssRNA, ss für single stranded) und Doppelstrang-DNA oder RNA (dsDNA bzw. dsRNA, ds für double stranded) unterschieden. Eine Einzelstrang-Nucleinsäure kann wiederum zwei Richtungen haben. Die mRNA bzw. die entsprechend gerichtete DNA wird hierbei definitionsgemäß als (+)RNA und (+)DNA bezeichnet, zur mRNA komplementäre RNA oder DNA als (-)RNA bzw. (-)DNA.

Die Baltimore-Klassifikation ist mittlerweile nur noch in wenigen Forschungsbereichen gebräuchlich, da sie keine Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Virusarten berücksichtigt.

Noch einfacher als Viren sind die so genannten Viroide aufgebaut. Viroide sind die kleinsten bekannten Krankheitserreger, die ausschließlich höhere Pflanzen befallen und dort Symptome wie Wachstumshemmung, Vergilbung der Blätter oder eine verminderte Blüten- bzw. Fruchtbildung bewirken. Sie bestehen aus einer einzelsträngigen, zirkulären, relativ kurzen RNA mit einer Länge von 150 bis 380 Nucleotiden, aber anders als Viren haben Viroide keine Proteine. Weltweit sind mehr als 20 Viroid-Spezies bekannt, die überwiegend kommerziell wichtige Nutzpflanzen, die in Monokultur gezogen werden, befallen - typische Beispiele sind das Kartoffelspindelknollen-Viroid, das u.a. Kartoffeln und Tomaten befällt.