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Virus

von lateinisch: virus - Schleim, Saft, Gift
Plural: Viren, Vira
Englisch: virus

1 Definition

Als Virus bezeichnet man in der Medizin ein infektiöses Partikel, das aus einem Strang Erbmaterial DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonucleinsäure) und einer Proteinhülle besteht. Die Größe der Viren liegt zwischen 10 und 1.000 Nanometern. Die Struktur der Proteinhülle, und damit die Virusart, kann u.a. durch Kristallisation und Röntgenbeugung entschlüsselt werden.

Die medizinische Fachdisziplin, die sich mit Viren beschäftigt ist die Virologie.

2 Entwicklung

Viren sind vermutlich später als andere Lebewesen entstanden, da sie auf letztere angewiesen sind. Entstehungsmechanismen lassen sich im Zusammenhang mit Plasmiden oder Transposonen verstehen. Für eine späte Entstehung spricht auch, dass Viren, die Eukaryonten befallen, das alternative Splicing der Eiweißsynthese nutzen. Dementsprechend besitzt ihr Erbgut variante Introns und Exons.

Abwandlungen von Viren sind Viroide und Virusoide.

3 Vermehrung

Das Virus selbst kann keine Stoffwechselvorgänge durchführen, sondern braucht (virusspezifische) Zellen zur Fortpflanzung. Der (vereinfacht dargestellte) Lebenszyklus eines Virus beginnt im allgemeinen, wenn es sich an eine Wirtszelle anheftet und sein Erbmaterial ins Zellinnere bringt. Die befallene Zelle benutzt dann später das Erbmaterial des Virus, um neue Viren zusammenzustellen. Man kann die Viren mit Piraten vergleichen, die ein Schiff (die Wirtszelle) entern und die Mannschaft (z.B. den Proteinsynthese-Apparat) des gekaperten "Schiffes" für sich arbeiten lassen. Die neu gebildeten Viren werden freigesetzt, indem entweder die Zellmembran aufgelöst wird oder zumindest größere Teile der Zellmembran beim Austritt der Viren aus der Zelle als Bestandteil der Virushülle mitgenommen werden; die Wirtszelle stirbt dabei.

Da Viren keinen eigenen Stoffwechsel haben, und zur Fortpflanzung auf zelluläre Lebewesen angewiesen sind, zählt man sie nur bedingt zu den Lebewesen.

4 Übertragung

Die Übertragung von pathogenen Viren kann auf verschiedene Weise erfolgen. Man unterscheidet u.a. die horizontale Übertragung zwischen Individuen einer Wirtsgruppe, die vertikale Übertragung von der Mutter zum Kind, die vektorgestützte Übertragung und die iatrogene Übertragung.

5 Taxonomie

Die Virus-Taxonomie beschäftigt sich mit der international einheitlichen Benennung von Viren. Die Benennung von Viren wird vom Internationalen Ausschuss für die Taxonomie von Viren (ICTV) durchgeführt. In ihr werden die folgenden Taxa unterteilt:

6 Virusklassifikation

Man unterteilt Viren grob in:

Nach der Baltimore-Klassifikation kann weiter unterteilt werden in:

  • DNA-Viren: einzelsträngig oder doppelsträngig
  • RNA-Viren: einzelsträngig oder doppelsträngig
  • RNA-DNA-Viren: einzelsträngige RNA, doppelsträngige DNA
  • Baltimore Gruppe 1: Doppelstrang-DNA – dsDNA
  • Baltimore Gruppe 2: Einzelstrang-DNA – ssDNA
  • Baltimore Gruppe 3: Doppelstrang-RNA – dsRNA
  • Baltimore Gruppe 4: Positive Einzelstrang-RNA – ss(+)RNA
  • Baltimore Gruppe 5: Negative Einzelstrang-RNA – ss(-)RNA
  • Baltimore Gruppe 6: Positive Einzelstrang-RNA - wird in DNA zurückgeschrieben und in ein Zellgenom eingebaut
  • Baltimore Gruppe 7: Doppelstrang-DNA - wird zur Replikation von RNA-Zwischenschritten benutzt

7 Beispiele

Bei Menschen können eine Vielzahl von Krankheiten durch Viren verursacht werden, u.a. durch:

Die meisten Viren sind viel kleiner als die kleinsten zellulären Mikroorganismen, die Bakterien. Einige von ihnen, die Bakteriophagen, befallen sogar Bakterienzellen.

Von französischen Forschern wurde im Wasser eines britischen Kühlturms ein bisher unbekanntes "Riesen-Virus" entdeckt, das in der Amöbe Acanthamoeba polyphaga lebt. In Anspielung auf sein bakterienähnliches Verhalten nannten die Forscher das Virus Mimivirus (eine Kurzform von Mimicking Microbe, was soviel wie "imitierende Mikrobe" heißt). Im Erbgut des Mimivirus wurden 21 Gene identifiziert, die Ähnlichkeiten mit denen anderer Viren haben. Das Erbgut des neuen Virus besteht aus etwa 800.000 Nukleotiden. Es ist damit deutlich größer als das anderer bisher untersuchter Viren.

Das Mimivirus gehört nach Ansicht der Forscher zur Gruppe der nukleozytoplasmischen großen DNA-Viren (NCLDV), unter denen auch Viren zu finden sind, die Wirbeltiere und Insekten infizieren können. Das Mimivirus ist aber allem Anschein nach für den Menschen ungefährlich.

8 Therapie mit Viren

Erstmals ist die Erzeugung von onkolytischen Viren gelungen, die im Tiermodell CD-133-positive Krebstammzellen infizierten und diese fast vollständig abtöteten (Cancer Research online, 04.01. 2013).

Viren sind Gegenstand der Forschung als Vektoren für eine somatische Gentherapie. Dabei wird ein humanes Gen, das dem Patienten fehlt, in das Virusgenom eingeschleust. Der Patient wird mit dem Virus infiziert und damit wird das fehlende Gen in seine Zellen übertragen. Ein Krankheitsmodell für diese Therapieform ist die Hämophilie A.

Bakteriophagen, die gezielt Bakterien angreifen, werden als "Antibiotikaersatz" eingesetzt. Bakteriophagen sind nicht humanpathogen. Sie heften sich an das Bakterium an und übertragen ihre Gene mit Hilfe von Spikes in das Innere der Zelle. Nach der Transkription, Translation und Replikation der viralen Gene findet der Aufbau neuer Phagenhüllen im Inneren der Zelle statt. Anschließend werden die Bakteriophagen unter Auflösung der Bakterienzellwand freigesetzt.

9 Literatur

  • Stephen S. Morse, The Evolutionary Biology of Viruses (1994) ISBN 0781701198

10 Weblinks

siehe auch: Infektion, Virostatikum

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