Was ist ein Virus?

Viele häufige Infektionskrankheiten werden von Viren verursacht. Viren befallen die Zellen von Lebewesen und nutzen diese als Wirt, um sich darin zu vermehren und neue Viren zu produzieren. Meistens zerstören sie die Zellen dabei, und wenn dies in unserem Körper geschieht, kann es zu langfristigen Schäden kommen. Für die Viren spielt dies keine Rolle, so lange sie rechtzeitig den nächsten Wirt infizieren können, um ihr eigenes Überleben zu sichern.

Illustration verschiedener Virentypen

Illustration verschiedener Virentypen. Viren tragen die unterschiedlichsten Strukturen auf ihrer Oberfläche. Generell ist ihre äussere Struktur streng organisiert, und bestimmte Elemente wiederholen sich immer wieder. Bild: CanStockPhoto

Viren sind kleine infektiöse Partikel. Sie gehören im Gegensatz zu Bakterien, Pflanzen oder Tieren nicht zu den Lebewesen, da sie keinen Stoffwechsel betreiben und nicht ohne die Hilfe einer fremden Zelle zur Fortpflanzung fähig sind.

Viren sind keine Lebewesen …

Lebenszyklus eines Virus

Der Lebenszyklus eines Virus – hier ein Influenza- oder Grippevirus.

  1. Ein Virion bindet an die Zellmembran einer Wirtszelle und wird in die Zelle aufgenommen.
  2. Virale Nukleinsäure wird in den Zellkern transportiert und in das Genom der Wirtszelle integriert.
  3. a) Transkription, b) Replikation.
  4. Translation der mRNA mit Hilfe von Ribosomen.
  5. a) Proteine, die für die Transkription und Replikation der viralen Nucleinsäure wichtig sind, werden in den Zellkern transportiert, b) Modifikationen der Proteine im Golgi-Apparat.
  6. Neue Virionen werden zusammengebaut und verlassen die Zelle.

Viren können selbst keinen Stoffwechsel betreiben. Ihnen fehlt ein Zytoplasma (der flüssigkeitsgefüllte „Reaktionsraum“ für Stoffwechselvorgänge im Innern der Zelle), und sie haben auch keine Zellmembran als schützende Hülle und selektive „Ein- und Ausgangstür“ für gelöste Stoffe. Zudem haben Viren weder Ribosomen („Proteinfabriken“) noch Mitochondrien („Kraftwerke“). Daher können sie selber keine Proteine herstellen, sich nicht replizieren und auch keine Energie nutzbar machen.

Um sich vermehren zu können, benötigen Viren Zellen eines anderen Lebewesens, das sie infizieren. Sobald ein Virus eine Zelle infiziert hat, wird diese zu einer Virusfabrik umprogrammiert und dazu genutzt, das Virus zu vervielfältigen und neue Viruspartikel herzustellen. Solche Zellen werden auch Wirtszellen genannt. Menschen, Tiere, Pflanzen, Pilze und sogar Mikroorganismen, die nur aus einer einzigen Zelle bestehen, können als Wirt für Viren dienen. Die meisten Viren infizieren allerdings ganz spezifisch nur bestimmte Zelltypen.

… aber woraus bestehen Viren dann überhaupt?

Die Hauptaufgabe eines Virions (so werden Viruspartikel ausserhalb der Zelle bezeichnet) besteht darin, sich zu verbreiten und frische Wirtszellen zu infizieren. Ein Virion besteht aus Nukleinsäuren, die von einer Protein-Hülle umgeben sind (Kapsid). Je nach Virus kann die Nukleinsäure als Desoxyribonukleinsäure (DNA) oder Ribonukleinsäure (RNA) vorliegen. Die Nukleinsäure enthält unter anderem die Informationen zur Steuerung des Stoffwechsels einer Wirtszelle. Ausserdem enthält das genetische Material Information zur Replikation der Virus-Nukleinsäure und zur Herstellung eines neuen Virions.

Das Virion trägt auf dem Kapsid bestimmte Moleküle, mit denen es an Zellen binden kann. Diese Interaktion führt zur Aufnahme des Virions in die Zelle. Sobald das Virion in der Zelle ist, löst sich das Kapsid auf und das genetische Material (DNA oder RNA) gelangt ins Zytoplasma der Zelle. Die Nukleinsäure wird in den Zellkern eingeschleust und dort in die DNA des Wirts eingebaut. Die Replikation, Transkription und Translation der eingebauten DNA erfolgt durch die entsprechenden Strukturen der Wirtszelle. Da die Nukleinsäure des Virus alle notwendigen Informationen zum Bau neuer Virionen enthält, produziert die Wirtszelle automatisch neue Viruspartikel. Diese neuen Virionen werden aus der Zelle freigesetzt und infizieren weitere Zellen – der Kreislauf beginnt von vorn.

Als Virusfabriken können die Zellen nicht mehr ihren normalen Aufgaben nachgehen. Ausserdem werden viele Zellen zerstört, wenn das Virion freigesetzt wird. Deshalb spüren wir Krankheitssymptome, wenn unsere Zellen von einem Virus infiziert sind.

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