Übungen V15 - V23

1. Nach dem Eintritt in die Zelle wird das Genom zunächst durch die Reverse Transkriptase in doppelsträngige DNA umgeschrieben

2. Dann intergriert sich diese DNA in die Wirts-DNA

3. Im nächsten Schritt findet die Expression der retroviralen Gene gag, pol und env statt. Jedes dieser Gene codiert für ein Polyprotein, das nach der Translation in mehrere funktionelle Genprodukte gespalten wird

4. Diese Genprodukte finden sich dann zusammen und es entstehen neue Virenpartikel.

Der schnellste Test zum Nachweis kleinster Mengen viraler Nucleinsäuren ist die PCR.

Immunologische Nachweismethoden (ELISA, IFL). Bei Viren, die Erythrocyten agglutinieren

können, ist es möglich, mithilfe eines Hämagglutinationstest die Virussuspension zu titrieren.

Zur Bestimmung der Gesamtkonzentration einer Virussuspension kann das

Elektronenmikroskop verwendet werden.

Bei allen bisher genannten Tests wird jedoch nicht die Infektiosität der Viren berücksichtigt.

Als Infektiositätstest eignet sich der Plaque-Test.

1. Bei Viren mit einzelsträngiger DNA wird zunächst ein komplementärer DNA-Strang synthetisiert, bei Viren mit RNA wird die RNA durch die Reverse Transkriptase zunächst in DNA umgeschrieben.

2. Die Replikation bei Viren mit doppelsträngiger DNA erfolgt im Allgemeinen asymmetrisch, d. h. es wird zunächst ein Strang und erst später der andere Strang repliziert

3. Nach einem Einzelstrangbruch des Außenstrangs beginnt die Replikation am 3ʹ-OH-Ende und verdrängt den ursprünglichen Strang. Der innere Strang dient dabei mehrfach als Matrize, und es entsteht ein linearer DNA-Einzelstrang mit mehreren Kopien des Außenstrangs ( rolling circle-Replikation, σ-Replikation).

Virale Genome können aus DNA oder RNA bestehen, die einzel- oder doppelsträngig ist. Sie

können zirkulär oder linear sein, einige Viren besitzen ein segmentiertes Genom.

Minus-Strang-RNA-Viren benötigen eine RNA-abhängige RNA-Polymerase, weil ihre RNA

nicht direkt als mRNA fungieren kann, sondern zuerst in den komplementären Plus-Strang

umgeschrieben werden muss.

Hepatitis-A und Hepatitis-E

Bei den Plus-Strang-RNA-Viren ist die virale RNA infektiös und besitzt positive Polarität, d. h.

sie dient in der Zelle als mRNA. Im Gegensatz dazu ist die nicht infektiöse RNA der Minus-

Strang-Viren komplementär zur mRNA und muss erst transkribiert werden.

Die drei codierenden Regionen heißen gag, pol und env. Die gag-Region codiert für interne Strukturproteine, die pol-Region für die Enzyme Reverse Transkriptase, Protease und

Integrase die env-Region für Hüllproteine.

• Akut transformierende Retroviren übertragen Onkogene in die Wirtszelle, die veränderte Formen von Protoonkogenen sind.

• Protoonkogene sind eukaryotische Gene, die für Proteine codieren, die an der Zellproliferation beteiligt sind.

• Bei einer anderen Gruppe von Retroviren wirkt die Insertion der retroviralen DNA stromaufwärts eines Protoonkogens tumorinduzierend, weil der starke Promotor der LTR ( long terminal repeats) des Retrovirus die Expression des betreffenden Gens erhöht.

Viren sind obligate Parasiten, die für ihre Reproduktion von Wirtszellen abhängig sind. Den

Viren fehlen viele Komponenten, die für die Lebensfähigkeit von zellulären Organismen

notwendig sind; alle Viren nutzen die Ribosomen ihres Wirtes und nicht alle Viren haben

Gene für DNA- und RNA-Polymerasen.

Ein Virus besteht aus einem Kapsid, welches aus Kapsomeren besteht und einem Genom in Form einer Nukleinsäure. Behüllte Viren besitzten zusätzlich noch eine Hülle.

- Beispiel für ds-DNA-Viren: Herpes-Simplex-Virus

- Beispiel für (-)ss-RNA-Viren: Paramyxoviridae (Masern,Mumps), Filoviridae (Ebolavirus)

- Beispiel für (-)ss-RNA-Viren mit segmentierter RNA: Influenzavirus A

- Beispiel für (+)ss-RNA-Viren RNA-Viren ohne Hülle: Picronaviridae (Polio, Hepatitis-A)

- Beispiel für (+)ss-RNA-Viren RNA-Viren mit Hülle: Flaviviridae (Gelbfieber, FSME

- Das HIV-Virus gehört zu den Retroviren. Dies sind (+)ss-RNA-Viren

- Das Grippe-Virus gehört zu den Influenzaviren A, B und C. Dies sind (-)ss-RNA-Viren mit

segmentierter RNA

- Das Masern-Virus gehört zu den Paramyxoviridae (Morbilliviren). Dies sind (-)ss-RNA-Viren

- Das Röteln-Virus gehört zu den Togaviridae (Rubellaviren). Dies sind (+)ss-RNA-Viren

- Das Lippen-Herpes-Virus gehört zu den Herpes-Simplex-Viren. Dies sind ds-DNA-Viren

• Die erste Phase ist die Adsorption. Das Virion bindet sich an die Zelloberfläche des Wirtes.

• Die zweite Phase ist die Penetration. Dabei gelangt das Virus in die Wirtszelle

• In der dritten Phase, uncoating genannt, verlässt das virale Genom die Virushülle und gelangt ins Zytoplasma des Wirts.

• Die vierte Phase ist die Replikation. Der Stoffwechsel des Wirts sorgt für die Replikation und Transkription aller Virusbausteine.

• In der fünften Phase, der assembly-Phase, werden die Bauteile des Virus ( Zellmembran, Genom,...) zusammengebaut.

  Dies passiert von selbst.

• In der release-Phase werden dann die gebildeten Viren aus der Wirtszelle freigelassen

Eine latente Infektion ist eine Infektion, die bei für die Wirtszelle ungünstigen

Lebensumständen hervortreten kann und zur Zellschädigung führt. Ein Virus, das eine

latente Infektion auslöst, ist das Herpes-Simplex-Virus

Viren sind keine Lebewesen, da sie keinen eigenen Stoffwechsel besitzen, sondern den Stoffwechsel eines Wirtes benutzen müssen, um sich zu vermehren. Sie besitzen keine Proteinsynthese oder eigene Energiegewinnungsform. Virion nennt man die Form des Virus,

mit welcher der Erreger von Zelle zu Zelle wandert. Es ist die extrazelluläre, physikalisch erfassbare Form des Virus

Nackte Viren gelangen über die rezeptorvermittelte Endozytose in die Wirtszelle. Dabei

bilden sich Vesikel in der Wirtsmembran, welche im sauren Milieu von aktiven

Kapsidproteinen zerstört werden. Behüllte Viren können über zwei Wege in die Wirtszelle

gelangen. Beim ersten Weg verschmelzen die Viren mit der Zellmembran über

Fusionsproteine. Die Verschmelzung mit der Zellmembran passiert außen. Beim zweiten

Weg geschieht erst eine rezeptorvermittelte Endozytose und daraufhin werden

Fusionsproteine aktiviert, die für eine Verschmelzung von innen sorgen

Zelltropismus ("Zellspezifität") bedeutet, dass die Wirtszellen speziell für ein Virus

vorhandene Rezeptormoleküle auf ihrer Oberfläche besitzen und somit die Viren diese

Zellen angreifen. Beispiele dafür sind die Influenza-Viren, welche die Epithelzellen der

Atemwege angreifen und die Herpesviren, welche Nervenzellen angreifen.

Viren, die Infektionskrankheiten auslösen, sind das Poliovirus (Kinderlähmung), das Herpes-

Simplex-Virus (Herpesblässchen), Human-Immunodeficience-Virus(HIV, Immunschwäche),

Influenzavirus A,B und C (virale Grippe) und das Rabiesvirus (Tollwut)

- Unter dem cytopathischen Effekt versteht man die morphologische Veränderung einer

Wirtszelle bei einer Virusinfektion. Dies kann die Zelllyse, das Auftreten von Einschlüsse in

der Wirtszelle oder das Vergrößern der Wirtszelle beinhalten

Reservoir für Influenza Typ A: Wasservögel

Neukombination von Hämagglutininen und Neuraminidase

»Antigen-drift« Fehler der viruseigenen RNA-Polymerase, Punktmutationen

»Antigen-shift« neue Kombinationen von HA und NA = Reassortment; d.h. radikale Antigenveränderung

Influenza Typ A: »Antigen-drift« die »Antigen-shift«

Influenza Typ B: »Antigen-drift«

Rubellavirus oder Rötelnvirus

Klassifizierung der Viren in Familien, je nach Typ des Genoms (RNA, DNA, einzel-, doppelsträngige, etc.) und Replikationsstrategie.

Picornaviren (+) RNA-Viren, z.B. Polio

Retroviren: (+) RNA-Viren mit Integration des Provirus in Genom z.B. HIV

MRSA = Methicillin resistente S. aureus

PRSP = Penicillin-resitente S. pneumoniae

VRE = Vancomycin-resistente Enterokokken MRGN = multiresistente gram-negative Stäbchen