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Name: Marie Oster, 2012;
Tristan Weger, 2020-01

 

Viren

Eigenschaften von Viren:

- betreiben keinen Stoffwechsel (daraus folgt: Viren sind keine Lebewesen!)

- bestehen aus Erbgut, das in eine Hülle verpackt ist

- tragen auf ihrer Oberfläche Hüllproteine, die von Generation zu Generation variabel sind

- befallen Wirtszellen, um sich zu vermehren

 

Viren sind spezifisch:

- Pflanzenviren befallen nur Pflanzen

- Tierviren befallen nur Tiere (Ausnahmen, die durch einen Wechsel zwischen den Arten entstehen, sind möglich, z.B. Vogelgrippe und Tollwut)

- Bakteriophagen befallen nur Bakterien

 

Retroviren (RNA-Viren)

Aufbau HI-Virus:

https://de.wikipedia.org/wiki/HIV#/media/Datei:HI-virion-structure_de.svg

 

- ca. 100-120 nm groß

- Doppellipidmembran: umgibt Virus

- Membranproteine der Wirtszelle: Überreste der Wirtszelle, die bei der Vermehrung des HI-Virus entstehen (die Hülle des HI-Virus entsteht aus der Membran der Wirtszelle)

- Spikes (=env-Glykoproteinkomplexe): 10 bis 15 pro Virus, dienen der Adsorption (=Andocken des Virus an die Wirtszelle)

- Matrixproteine: hängen an der Innenseite der Doppellipidmembran, interagieren mit dem Kapsid

- Kapsid: umgibt virale RNA

- virale RNA: Genom des Virus, entweder einzelsträngig oder doppelsträngig, wird bei der Injektion in die Wirtszelle übertragen

- Nukleokapsidproteine: schützen RNA nach Eindringen in die Wirtszelle vor Degradierung (Umschreiben in DNA)

- Tat (=transactivator of transcription): erstes Virus-Protein, das hergestellt wird; verstärkt die Transkriptionseffizienz des HI-Virus

- reverse Transkriptase: katalysiert die Umschreibung der RNA zur DNA

- Integrase: baut virale RNA-Stränge in die Chromosomen der Wirtszelle ein

- Protease: spaltet neu synthetisierte Virus-Proteine an bestimmten Stellen der Polypeptidkette, überführt die Virus-Proteine also in ihre funktionelle Form

 

Bakteriophagen (DNA-Viren)

Aufbau T-Phage:

http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:Bakteriophage_T2_geschnitten.png

 

- Kapsid bzw. Capsid (=Kopf): geometrischer Körper aus 20 gleichseitigen Dreiecken, wird von Glykoproteinen (bestehen aus einem Protein und einer oder mehrerer Zuckergruppen) umgeben; ca. 80 nm lang

- restlicher Körper ("Kragen" bis Spikes): ca. 100 nm lang

- Schwanzrohr (=Hohlstift): durch dieses wird die Phagen-DNA in die Wirtszelle injiziert

- kontraktile Scheide: umhüllt Schwanzrohr, zieht sich bei Injektion der Phagen-DNA in die Wirtszelle zusammen

- Basisplatte: mit Schwanzfibern und Spikes besetzt

- Schwanzfiber und Spikes: dienen der Adsorption

- virale DNA: Genom der Phage, entweder einzelsträngig oder doppelsträngig, wird bei der Injektion in die Wirtszelle übertragen

 

Eigenschaften:

- erkennen die spezifische Oberflächenstruktur ihrer Wirtszelle

- können sich unterschiedlich vermehren, man unterscheidet zwischen einem lytischen Vermehrungszyklus (Vermehrung von einem virulenten Phagen) und einem lysogenen Zyklus (Vermehrung von einem temperenten Phagen)

- dringen nie ganz in die Wirtszelle ein

 

Vermehrung von Viren I: Lytischer Zyklus

1. Anheftung an Bakterienzelle

- Enden der Schwanzfäden lagern sich an die Oberflächenstruktur an (Adsorption)

2. Injektion der Phagen-DNA

- Hohlstift durchdringt die Zellwand -> DNA bzw. RNA gelangt in das Bakterium

- die leere Hülle der Phagen bleibt auf der Oberfläche des Bakteriums zurück

3. Auflösung des Bakterienchromosoms + Herstellung von Phagen-DNA-Kopien

4. Aufbau von Phagenhüllproteinen + Phagenreifung

- Virusbestandteile werde gebildet ( z.B. Kopfhülle, Schwanzhülle, Schwanzfäden)

- aus den Bestandteilen werden Phagen aufgebaut

5. Lyse

- Bakterienzellwand löst sich auf


6. Phagenfreisetzung

- bis zu 200 neue Phagen treten aus

 

Vermehrung von Viren II: Lysogner Zyklus

1. Anheftung an Bakterien Zelle

2. Injektion der Phagen-DNA

3. Einbau der Phagen-DNA in das Bakterienchromosom

- eine inaktive Prophage entsteht

- Zellteilung der Bakterie dient zur Verdopplung der Phagen-DNA

- durch Änderung der Lebensbedingungen (z.B. UV-Licht) kann die Bakterienzelle in den lytischen Zyklus übergehen, d.h. das Phagengenom wird wieder aktiv (->Umwandlung)

4. Umwandlung:

- die Phagen-DNA wird wieder aus der Bakterien-DNA herausgeschnitten, dabei kann es zu Ungenauigkeiten beim Schnitt kommen, sodass ein wenig Bakterien-DNA in die nächste Phagengeneration gelangt (Transduktion)

5. Auflösen des Bakterienchromosoms + Herstellung von Phagen-DNA-Kopien

6. Aufbau von Phagenhüllproteinen + Phagenreifung

7. Lyse

8. Phagenfreisetzung

 

Prophage:

- Bakterium, das Phagen-DNA enthält

 

Transduktion:

- Möglichkeit des natürlichen Gentransfers bei Prokaryoten (Gentransfer zwischen Bakterien durch Viren)

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