Unterabschnitte
Viren und Plasmide
Viren bestehen meist aus einer Proteinhülle, gefüllt mit genetischer
Information, die dann an andere Zellen weiter gegeben wird. Diese
Zelle stellt dann weitere virale Proteine her, repliziert die virale
DNA und wird - wenn sie genügend Viren produziert hat - lysiert.
Die Membranhülle erhalten die Viren durch eine Abknospung vom Wirt,
die der Exocytose gleicht.
Auf diese Art kann ein Virus auch die Zelle verlassen ohne sie zu
zerstören.
Neben den Hüllproteinen codiert das Virusgenom auch die Enyme, die für
seine eigene Replikation verantwortlich sind. Diese Enzyme sorgen für
eine selektive erhöhte Replikatino der viralen Gene.
Bei den RNA-Viren unterscheidet man die minus-Strang-RNA-Viren, die
immer eine Replikase für die RNA-Replikation als Protein enthalten
(bei Influenza) wohingegen plus-Strang-RNA-Viren die Information für
die Replikase in ihrer RNA kodieren und somit auch die reine
genetische information infektiös ist (Poliovirus).
Die DNA-Viren hingegen binden Initiatorproteine und bringen damit die
Replikationsmaschine der Wirtszelle dazu, ihr Genom zu replizieren.
Die meisten Viren nutzen die Transportwege der Wirtszelle für ihre
eigene Verbreitung. Der Semliki-Forest-Virus hat beispielsweise den
folgenden Lebenszyklus:
Nachdem er durch die normale Rezeptorvermittelte Endozytose in die
Zelle aufgenommen wurde, wird er an das Endosom weiter gereicht, dann
allerdings nicht zu einem Lysosom weitertransportiert, da er sich aus
dem Endosom befreien kann. Dabei verschmilzt seine Lipiddoppelschicht
mit der des Endosoms und setzt das Capsid frei.
Die ebenfalls freigesetzte RNA wird von den zelleigenen Ribosomen zu
einer RNA-Polymerase tranlatiert. Diese repliziert weitere RNA, die
teilweise zur Synthese neuer Virusprotein führt. Diese werden zusammen
mit der RNA von einem Membranstück, das die im ER gebildeten
Hüllproteine enthält durch Knospung aus der Zelle transportiert.
Es ist allerdings nicht immer der Fall, dass sofort eine Replikation
der Viren stattfindet. In vielen Fällen integriert sich das Virus bei
Bakterien in
das Chromosom des Wirts und geht in einen latenten Zustand über, in
dem es als Provirus bezeichnet wird. Diese (auch als temperente Phagen
bezeichneten Viren) werden so lange zusammen mit der Wirtszelle
vermehrt, bis diese durch ihre Umwelt geschädigt wird. Dann kommt der
Phage zum Ausbruch und lysiert das Bakterium.
In tierischen Zellen bezeichnet man Zellen, bei den kein lytischer
Zyklus ausgeführt werden kann als nichtpermissive Zellen. In vielen
Fällen findet dann ein Prozess der neoplastischen Transformation
statt. Dabei wird die Zelle zu einer Krebszelle, deren Vermehrung
nicht mehr normal gesteuert ist. Die Viren werden deshalb auch auch
DNA-Tumorviren bezeichnet.
Bei den RNA-Tumorviren kommt es zu zweierlei Effekten: Zum einen
setzt die Zelle durch Knospung Viren frei, zum anderen wird sie
krebsartig. Die dazu notwendige Intregration erreicht der Virus durch
die Reverse Transkriptase, die sowohl DNA, als auch RNA für die
Replikation als Matritze verwenden kann.
Die meisten Viren sind sehr wahrscheinlich aus Plasmiden
entstanden. Plasmide sind Element bei Bakterien, die sich autonom
replizieren können und bei Bakterien z.B. Antibiotikaresistenzen
übertragen.
In einigen Fällen haben Viren auch positive Wirkung auf die Evolution
gehabt. Vor allem dann, wenn sie über Artgrenzen hinweg Gene für
bestimmte Proteine transportiert haben.
Retroviren
Die erworbene Immunschwächekrankheit AIDS wird durch einen Retrovirus
übertragen. Da dieses Virus die T-Helferzellen infiziert, indem es an
den CD4-Rezeptor bindet und dann in einem Latenzzustand verweilt, ist
es sehr schwer zu bekämpfen. Seine tödliche Wirkung entfaltet es durch
Lyse der T-Helferzellen.
Transposons
Die Transposons oder transponierbaren Elemente sind nahe verwandte der
Retroviren. Ihren Namen haben sie erhalten, da sie sich normalerweise
in den Chromosomen der Zelle verstecken und nur durch bestimmte
Ereignisse eine Transposition durchmachen und zu einer anderen Stelle
wandern. Diese Transpositionen sind sehr selten.
Einige Tranposons wie Ty1 der Hefe haben sehr hohe Ähnlichkeit mit den
Retroviren. Dieses Transposon kodiert ebenfalls für eine Reverse
Transkriptase, die völlig analog zu einem Retrovirus verfährt und das
so erzielte DNA-Stück wird dann auch über eine Integrase in das Genom
an anderer Stelle integriert. Es fehtl allerdings die für einen Viris
charakteristische Proteinhülle.
Bei anderen Transposons schneidet eine Transposase aus dem einen
Chromoson einen bestimmten Abschnitt heraus, den sie an kurzen
identischen Sequenzen an den Enden erkennt und integriert ihn in ein
anderes Chromosom.
|
