34 Viren werden in ihrer Wirtszelle vermehrt Viren sind intrazelluläre Parasiten. Folglich müssen sie für ihre Vermehrung in ihre Wirtszelle eindringen (kAbb. 11, 12). Das geschieht bei allen Viren mit folgendem Ablauf: 1) Anheften an die Wirtszelle 2) Eindringen in die Wirtszelle (Endozytose) und Freilegen des viralen Erbguts oder Injektion des Erbguts in die Wirtszelle 3) Synthese regulatorischer Proteine (für die Vermehrung des viralen Erbguts) 4) Synthese viraler DNA oder RNA mit Hilfe von Wirtsenzymen 5) Synthese von Strukturproteinen (für die Herstellung des Capsids) mit Hilfe von Wirtsenzymen 6) Zusammensetzung der neuen Viruspartikel 7) Freisetzen der neuen Partikel aus der Wirtszelle Je nach Virus gibt es dabei aber gravierende Unterschiede: Viren mit DNA als Erbgut nutzen bestimmte Enzyme im Zellkern ihrer Wirte für die Vermehrung (Replikation) der viralen DNA. Einzig bei Pockenviren, die eigene Replikationsenzyme besitzen, wird die DNA im Zytoplasma der Wirtszellen vermehrt. Viren mit RNA als Erbgut werden überwiegend im Zytoplasma ihrer Wirtszellen synthetisiert. Doch auch hier gibt es Ausnahmen: Influenza-(Grippe-)Viren lassen sich im Zellkern ihrer Wirtszellen die neuen Viruskopien mit Hilfe bestimmter Enzyme zurechtschneiden. Dann gibt es noch Retroviren (Kurzform für Reverse Transkriptase Onkoviren). Zu ihnen gehört HIV. Die Bezeichnung „Retrovirus“ kommt von einem Enzym, der Reversen Transkriptase, welches das RNA-Erbgut des Virus in DNA umschreibt (siehe S. 37). Diese neue Viren-DNA wird in die DNA der Wirtszelle eingebaut und bringt sie dazu, neue virale RNA herzustellen. So entstehen letztlich wieder RNA-Viren (kS. 37, Abb. 17). Virales Erbgut, das in die DNA der Wirtszelle eingebaut wurde, wird auch bei deren Teilung vermehrt, sofern die Zelle nicht durch die Freisetzung von Viruspartikeln stirbt. Manche Retroviren stimulieren die Zellteilung und können dadurch Krebs verursachen, beispielsweise einige Typen des Humanen Papilloma Virus (HPV). Viren nutzen für ihre Vermehrung die molekularen Vervielfältigungsprozesse im Kern und/oder im Zytoplasma der von ihnen befallenen Wirtszellen Abb.11: Vermehrungszyklus eines Grippevirus. Grippeviren beinhalten je nach Typ sieben oder acht einzelne RNA-Moleküle. Ihre RNA wird im Zellkern der Wirtszelle vermehrt, aber nicht in das Erbgut der Wirtszelle eingebaut. Die Virusbausteine lagern sich spontan zu neuen Viren zusammen. Mit Hilfe der Proteine der Hüllmembran dockt das Virus an die Wirtszelle an, dringt in sie ein … … und wird in einem Vesikel (Bläschen) eingeschlossen. Hüllmembran und Vesikelmembran verschmelzen, und das Viruscapsid wird frei. … und gelangt zusammen mit einigen Virusproteinen in den Zellkern. Die Zelle wird dadurch so umprogrammiert, dass sie neue Virusbausteine in großer Zahl herstellt. Die neuen Viren werden freigesetzt und können weitere Zellen befallen. Die virale Erbsub- stanz wird aus dem Capsid freigesetzt … Abb.12: Vermehrungszyklus von Bakteriophagen (DNA-Viren, die Bakterien befallen). Bakteriophagen heften sich mit Hilfe von Spikes und Schwanzfibern an die Wirtszelle an und injizieren ihre DNA. In der Wirtszelle werden neue Bakteriophagen gebildet. Beim lytischen Zyklus (a) wird die Zelle zerstört: Nach der Synthese von neuen Phagen platzt die Bakterienzelle auf (lysiert). Die freigesetzten Phagen können dann neue Zellen befallen. Beim lysogenen Zyklus (b) bleibt die Zelle erhalten: Die DNA der Phagen wird in das Bakteriengenom eingebaut (integriert), Prophagen entstehen. Durch die Vermehrung der infizierten Zellen (Zellteilung) werden diese weitergegeben. Prophage Infektion Synthese Integration Zellteilung Lyse Virus-DNA Bakterienchromosom lytischer Zyklus lysogener Zyklus Bakteriophage DNA hohler Stift Schwanzrohr Schwanzfiber Basisplatte Spikes Kopf Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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