Suche von Artikeln & Themen

Name: David Nuss, 2019-12

 

Unterschiede zwischen DNA- und RNA-Viren

Viren unterscheiden sich vor allem darin, in welcher Form ihr Erbmaterial, also die genetische Information des Virus, vorliegt. Es gibt zwei Typen: DNA- bzw- RNA-Viren.

 

1. DNA-Viren:

Das Erbmaterial besteht bei diesem Virus-Typ aus Desoxyribonukleinsäure. Die Virus-DNA enthält den Bauplan für die Virusbestandteile und ermöglicht dem Virus, sich in Wirtszellen zu vermehren. DNA-Viren schützen ihr Erbmaterial durch eine Proteinkapsel, das sogenannte Kapsid. Das Erbmaterial kann dort entweder als Doppelstrang oder Einzelstrang vorliegen.

Neben anderen Kriterien, dienen solche Unterschiede den Wissenschaftlern dazu, DNA-Viren in über 20 verschieden Virusfamilien zuzuordnen. Zu den wichtigsten gehören: 

- Herpesviren (z.B. Herpes-simplex-Virus, Zytomegalievirus)
- Papillomaviren (z.B. humanes Papillomavirus)
- Parvoviren (z.B. Parvovirus)
- Adenoviren (z.B. humane Adenoviren)
- Pockenviren (z.B. Variolavirus)
- Hepadnaviren (z.B. Hepatitis-B-Virus)

 

Neben der Form der DNA spielen weitere Kriterien bei der Einteilung eine Rolle, wie zum Beispiel die Symmetrie des Kapsids oder, ob das Kapsid noch zusätzlich von einer Hülle umgeben ist. Viele DNA-Virus-Kapside haben zum Beispiel eine kubische Symmetrie, also die Form eines vielflächigen Würfels. Häufig gleicht die Kapsid-Form einem Ikosaeder (= Zwanzigflächner). Andere Kapside wiederum haben eine sogenannte komplexe Symmetrie, das heißt sie zeigen keine eindeutige Symmetrie, haben aber trotzdem eine regelmäßige Form (z.B. Pockenviren).

Im Unterschied zu RNA-Viren ist das Erbmaterial von DNA-Viren durch ihre chemische Struktur deutlich stabiler. Deshalb kommt es bei DNA-Viren im Vergleich seltener zu Mutationen im Erbgut. Im Gegensatz zu RNA-Viren können sich DNA-Viren außerdem bei der Vermehrung die DNA-Reparatur-Polymerase der Wirtszelle, eine Korrektureinheit der Zelle, die falsch eingebaute Bausteine in der DNA (Nukleotide) erkennt und entfernt, zunutze machen. Dadurch kommt es bei der Vermehrung der DNA-Viren zu weniger Fehlern in deren Erbgut und es kommt seltener zu Veränderungen im Erbgut (Mutationen).

Für einige Krankheiten, die auf DNA-Viren zurückgehen gibt es demzufolge Impfstoffe, da sich die Oberflächenproteine dieser Viren kaum verändern.

 

2. RNA-Viren:

Bei diesem Virus-Typ besteht das Erbgut aus Ribonukleinsäure. Die RNA eines Virus enthält alle genetischen Informationen, die es braucht, um sich in Wirtszellen zu vermehren. Die RNA liegt hierbei entweder als Doppelstrang oder Einzelstrang vor. Wie bei DNA-Viren wird das Erbgut von einem Kapsid geschützt und dieses hat entweder eine kubische oder eine komplexe Symmetrie. Auch ist das Kapsid bei manchen RNA-Viren von einer zusätzlichen Hülle umgeben.

Mithilfe dieser Kriterien kann man auch die RNA-Viren in Virusfamilien einteilen. Zu den wichtigsten RNA-Viren, die auch beim Menschen Erkrankungen hervorrufen, gehören:

- Picornaviren (z.B. Polio-Virus)
- Hepeviren (z.B. Hepatitis-E-Virus)
- Reoviren (z.B. Rotavirus)
- Coronaviren (z.B. SARS-Virus)
- Togaviren (z.B. Röteln-Virus)
- Flaviviren (z.B. FSME-Virus, Dengue-Virus)
- Arenaviren (z.B. Lassa-Virus)
- Filoviren (z.B. Ebola-Virus)
- Retroviren (z.B. HIV)
- Bunyaviren (z.B. Hanta-Virus)

Das Erbgut von RNA-Viren ist durch die Unterschiede in der chemischen Struktur nicht so stabil, wie das Erbgut von DNA-Viren. Deshalb sind Veränderungen im Erbgut von RNA-Viren etwas häufiger zu finden als bei DNA-Viren. Um sich in einer Wirtszelle zu vermehren, nutzen RNA-Viren genauso wie DNA-Viren die Proteine und Ribosomen der Wirtszelle aus und zwingen sie, neue Virenbestandteile herzustellen.

Zusätzlich müssen RNA-Viren aber dafür sorgen, dass ihre RNA erst in DNA übersetzt wird. Dazu müssen sie das Enzym reverse Transcriptase in die Wirtszelle einschleusen (siehe unten, 3. Phase).

 

Vermehrung von DNA- und RNA-Viren

Die Virusvermehrung lässt sich in mehrere Phasen unterteilen. In der ersten Phase, der Adsorption, heften sich die Viren an die Zelloberfläche. Hierfür benötigen sie besondere Strukturen auf der Virusoberfläche, die zum Gegenstück auf der Hülle der Wirtszelle passen (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Dies funktioniert jedoch nicht bei jedem Zelltyp. Unterschiedliche, aber charakteristische Oberflächenstrukturen auf den Wirtszellen bewirken, dass nur bestimmte Viren an bestimmte Zelltypen binden können. Deshalb infizieren manche Viren nur die Zellen der Atemwege, während andere zu Darminfektionen führen oder Muskelzellen als Wirt verwenden.

2. Phase: Nach dem Andocken der Viren an die Oberfläche der Wirtszelle folgt das Eindringen in die Zelle (Penetration) und die Freisetzung des Viruserbguts in der Zelle. Die Einschleusung des Viruserbguts ist hierbei auf verschieden Wegen möglich: Bei der Fusionierung verschmilzt die Virushülle mit der Zellmembran der Wirtszelle und gibt dabei das Erbgut ins Zellinnere ab, während bei der Endocytose sich die Viren in die Zellmembran einsenken, bis sich eine Art Bläschen (Vesikel) abschnürt und die Viren dadurch rein transportiert werden.

Durch zelleigene Mechanismen werden die Viren dann aus den Vesikeln befreit und das Erbgut wird freigesetzt. Die verschiedenen Zellmaschinerien, die normalerweise das Erbgut der Zelle ablesen, haben nun Zugriff auf das injizierte Viruserbgut, wodurch die eigentliche Virusvermehrung eingeleitet wird.

In der dritten Phase erfolgt nun die Vervielfältigung des Viruserbguts und Herstellung von Viruseinzelteilen. Auf dem Viruserbgut der DNA- oder RNA-Viren liegen in codierter Form die Baupläne für die verschiedenen Einzelteile des Virus vor. Mit Hilfe der zelleigenen Maschinerien zur DNA-Replikation und zur Proteinbiosynthese, die vom Viruserbgut unter Kontrolle gebracht wurden, beginnt die Wirtszelle nun mit der Virusvermehrung und stellt Viruserbgut und Virusproteine her. So produziert die Zelle alle einzelnen Bestandteile eines Virus in großer Zahl. Die einzelnen Virusbestandteile sind in der Lage, sich dann von selbst zu einem kompletten Virus zusammenzufügen.

Die Zahl der Viren, die eine einzelne Wirtszelle herstellt, schwankt dabei je nach Virusart. Bei der Translation und Replikation des viralen Erbguts gibt es jedoch Unterschiede zwischen DNA- und RNA-Viren:

  • Bei DNA-Viren wird die virale DNA zunächst direkt in die DNA der Wirtszelle integriert und anschließend das virale Genprodukt mit der Transkription und Translation durch die Ausstattung der Wirtszelle hergestellt.
  • Bei RNA-Viren wiederum findet eine direkte Translation der viralen RNA in Polypeptide oder eine Umschreibung in eine mRNA durch eine eigene RNA-Polymerase statt. Ein Sonderfall stellen jedoch die Retroviren (z.B. HIV) da. Bei ihnen enthält immer die einzelsträngige RNA alle genetischen Informationen. Deshalb transkribiert die reverse Transkriptase, eine DNA-Polymerase, die sowohl RNA als auch DNA als Matrize verwenden kann, die RNA in eine doppelsträngige sogenannte provirale DNA, die dann abgelesen wird.

In der vierten Phase erfolgt dann die Freisetzung der Viren aus der Wirtszelle. Dieser kann über verschiedene Mechanismen erfolgen:

- Zelltod: Die fertigen Viren schädigen die Wirtszelle durch das Eingreifen in die Zellmaschinerie so stark, dass sie nicht mehr funktionieren kann und es zum Zelltod kommt. Beim Absterben der Zelle, gelangen die Viren ins Freie.

- Knospung: Hierbei werden Viren mit Abschnitten der Zellmembran nach außen abgeschnürt.

- Sekretion: Manche Viren setzen sich an speziellen Organellen der Wirtszelle zusammen, wie zum Beispiel am endoplasmatischen Retikulum oder auch am Golgi-Apparat. Hier können sich die Viren in das Innere dieser Organellen abschnüren und werden schließlich über Transportbläschen (Vesikel) zur Zelloberfläche gebracht, wo sie nach außen abgegeben werden.

        

Unsere Partnerseite: Freie Online-Schulbücher

Hier findet ihr die von mir erstellten freien Schulbücher in Biologie und Chemie:

Freie Schulbücher auf hoffmeister.it

Meistgelesen

Amazon Bestellung

Bitte Amazon hier bestellen: Wäre es schön, wenn ihr Mal eine Amazon Bestellung über dieses Suchfenster beginnt.
Das kostet Euch nichts extra und Ihr könnt so dazu beitragen, dass die monatlichen Kosten für den Unterhalt dieser Homepage reinkommen. Vielen Dank.

Bitte Adblock deaktivieren

Bitte liebe Leute, deaktiviert Euren Adblocker, wenn Euch meine Seite gefällt!
Diese Seite finanziert sich nur durch Werbung und verursacht durch Euren Traffik auch Kosten.

Einfach auf das Symbol Eures Adblockers klicken und "Deaktiviert für abitur-wissen" wählen. Danke!

Wir nutzen Cookies auf unserer Website. Einige von ihnen sind essenziell für den Betrieb der Seite, während andere uns helfen, diese Website und die Nutzererfahrung zu verbessern (Tracking Cookies).

Sie können selbst entscheiden, ob Sie die Cookies zulassen möchten. Bitte beachten Sie, dass bei einer Ablehnung womöglich nicht mehr alle Funktionalitäten der Seite zur Verfügung stehen.