m. müller, sose 2005 aufbau und struktur · vermehrung in gang setzen • viren reagieren auf...
Post on 17-Sep-2018
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AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, SoSe 2005
DNARNA
Capsid= Coat(Protein)
Membran= Envelope(Glykoproteine,Lipide, Restevon Wirtszell-Membran)
VIREN SIND EINFACH AUFGEBAUT
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, SoSe 2005
SS = Einzelsträngig
DS = Doppelsträngig
Circular
+ oder - Strang *
Segmentiert
Doppelsträngig segmentiert
*+RNA = wird direkt translatiert*-RNA = kann nicht direkt translatiert werden
VIRUSGENOME: DNA ODER RNA
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, SoSe 2005
CAPSID: AUFBAU + FUNKTIONEN
• Capsid (Proteinhülle um DNA/RNA)
• Capsomer (kleinste Einheit für den Aufbau eines Capsids)
• Protomer (kleinste Einheit für den Aufbau einesCapsomers)
• Capsid enthält basische Proteine (Polykation)
• Capsid hat kein Cystein (damit auch keine S-S Brücken)
• Capsid dient der Verpackung und dem Schutz derNukleinsäure
• Capsid ermöglicht denTransport der Nucleinsäure von Zelle zu Zelle
• Capsid enthält spezifische Moleküle für die Anheftung(Attachment)
• Capsid kann helical oder kubisch aufgebaut sein
ICOSAEDER (KUBISCH)
HELICAL
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, SoSe 2005
VIRUSMEMBRAN (ENVELOPE)Zusätzlich zum Capsid besitzen einige Viren noch umschließende Membranen (Hüllen, Envelopes).
Die exponierten Proteine auf der Virusoberfläche sind hauptverantwortlich für die spezifische Bindung der Viren an die Wirtszellen.
Sie können unterschiedliche Strukturen haben und somit viele verschiedene Rezeptoren erkennen.
Aber:
Die exponierten Proteine auf der Virusoberfläche unterliegen einem starken Selektionsdruck durch das Immunsystem. Änderungen dieser Proteine können zur Bildung neuer Subtypen führen (antigenic shift; antigenic drift).
Hülle
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, SoSe 2005
Viroide sind hüllenlose (!) RNA-Viren und Erreger von Pflanzenkrankheiten.
Das bekannteste ist das PSTVd (potato spindle tuber viroid).
Es sind kleine (200-400 Nukleotide), stäbchenförmige RNA-Moleküle mit einer bestimmten Sekundärstruktur.
(nach Alan J. Cann: Principles of Molecular Virology, 2001)
VIROIDE SIND NACKTE VIREN
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, SoSe 2005
Phagen können neben dem Kopf (Capsid) zusätzliche Ausstülpungen wie:
Kragen, Schwanz, Schwanzfasern und Endplatte besitzen
(aus A. Levine, Viren, 1993)
BAKTERIOPHAGEN: MEIST KUBISCH
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
URSPRUNG DER VIREN
• Wie sind Viren entstanden?
• Wie sehen die Kräfte aus, die neue Viren entstehen lassen?
• Wie verlaufen Wandlung und Evolution der Viren?
• Welcher Selektionsdruck führt zu neuen Krankheiten?
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
Zur Zeit gibt es über den Ursprung der Viren 3 Theorien:
1. Virusentstehung durch Degeneration (Parasit)
2. Virusentstehung aus wirtszelleigenen RNA- oder DNA- Molekülen3. Abstammung von selbstreplizierenden
Molekülen (Coevolution)
URSPRUNG DER VIREN
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
• Viren werden als submikroskopisch kleine, obligat intrazelluläre Parasiten auf molekularer Ebene definiert.
• Viruspartikel setzen sich aus vorgefertigten Komponenten zusammen.
• Viruspartikel wachsen nicht
• Kein bekanntes Virus hat das biochemische oder
genetische Potential, um Energie oder Proteine zu
synthetisieren.
VIREN: LEBENDE ORGANISMEN ?
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
• Viren bedienen sich des gemeinsamengenetischen Codes (ATCGU)
• Viren können in der Zelle ihre eigeneVermehrung in Gang setzen
• Viren reagieren auf Veränderungen ihrerUmwelt (Evolution)
VIREN: DOCH LEBENDE ORGANISMEN ?
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
• Innerhalb von Wirtszellen sind Viren lebende Organismen, während sie außerhalb davon komplexe, metabolisch inerte Moleküle darstellen.
KOMPROMISS:
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
Viren haben eindeutig zwei Funktionen in unsererEvolution:
1. Krankheiten, die sie hervorrufen, führen zur
Selektion resistenter oder weniger anfälliger
Wirtsorganismen
2. Genetische Information von Viren wird in
unser eigenes Erbgut eingebaut (Onkogene)
VIREN ALS EVOLUTIONSMOTOR
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
• Die natürliche Umwelt stellt für die meisten Viren eine Barriere dar.
• Sehr empfindliche Viren können entweder nur durch direkte Übertragung (kurzer Infektionsweg) oder hohe Wirtsdichte überleben („Virusreservoir“).
• Viele Viren haben sich daher auf den zwischenzeit-lichen Befall von Vektoren „spezialisiert“.
VIRALE ÜBERLEBENSSTRATEGIEN
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, SoSe 2005
Viren können daher z.B.:
• In gesunden Trägern weiterleben (inapparenteInfektion)
• In der Umwelt ohne Weiteres überleben (Pox-, Parvo-, Picornaviren)
• In Tieren als Zwischenwirt überleben (Influenzaviren, Togaviren)
• Als persistierende Infektionsformen lange im Individuum verbleiben (Onkogene)
• Als lebenslange Latenz im Wirt vorhanden sein (Herpes Viren, HIV)
• Lange Inkubationszeiten ausbilden (Rabies, Slowvirus Infektionen)
VIRALE ÜBERLEBENSSTRATEGIEN
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
Die Klassifikation von Viren erfolgt durch
• ihre Wirte, • ihre Nucleinsäure, • die Symmetrieform der Capside und• das Vorhandensein einer Membranhülle.
VIREN:EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION
Als Wirte kommen Pro- und Eukaryoten in Frage, z.B.:
• Bakterien, • Pflanzen, • Tiere bzw.• Menschen.
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
ICOSAHEDRAL FILAMENTÖS
SS-DNASS-RNADS-RNADS-DNA
MYOVIRIDAESIPHOVIRIDAEPODOVIRIDAE
M13fd, FflKeφ6
M12R17, f2,Qß, MS2,GA, SP, F1
ENVELOPE
BAKTERIOPHAGEN:EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION
DS = doppelsträngig; SS = einzelsträngig
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
ICOSAHEDRAL HELICAL
NON-ENV.
DS (RT)DS (RT)
CAULIMOVIRIDAE CAULIMOVIRIDAE
DNA-PFLANZENVIREN
SS
GEMINIVIRIDAE
NON-ENV.
DS = doppelsträngig; SS = einzelsträngig; RT = Reverse Transcriptase
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
ICOSAHEDRAL HELICAL
NON-ENV.
SS (-)SS (+)(RT)DS
REOVIRIDAEPARTITIVIRIDAE
SESQUIVIRIDAEBROMOVIRIDAECOMOVIRIDAE
PSEUDOVIRIDAERHABDOVIRIDAEBUNYAVIRIDAE
RNA-PFLANZENVIREN
NON-ENV.
SS (+)
POTYVIRIDAECLOSTEROVIRIDAE
FLOATING GENERA: TMV
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
ICOSAHEDRAL COMPLEX
ENV. NON-ENV. ENV.
DSSS DSDS
HERPESVIRIDAEHEPADNAVIRIDAE
PARVOVIRIDAE PAPOVAVIRIDAEADENOVIRIDAE
POXVIRIDAE
DNA-VIREN (TIER- UND MENSCH)
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
ICOSAHEDRAL HELICAL
ENV. NON-ENV. ENV.
SSSS DSSS
TOGAVIRIDAEFLAVIVIRIDAE
(RETROVIRIDAE)
PICORNAVIRIDAECALICIVIRIDAE
REOVIRIDAE RHABDOVIRIDAEPARAMYXOVIRIDAE
BUNYAVIRIDAEARENAVIRIDAE
ORTHOMYXOVIRIDAECORONAVIRIDAE(RETROVIRIDAE)
RNA-VIREN (TIER- UND MENSCH)
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, SoSe 2005
+ mRNA
RETROVIRIDAEPARVOVIRIDAE
REOVIRIDAEPICORNAVIRIDAETOGAVIRIDAEFLAVIVIRIDAECALICIVIRIDAECORONAVIRIDAE
BUNYAVIRIDAEARENAVIRIDAERHABDOVIRIDAEPARAMYXOVIRIDAEORTHOMYXOVIRIDAE
HEPADNAVIRIDAEPAPOVAVIRIDAEADENOVIRIDAEHERPESVIRIDAEPOXVIRIDAE
- RNA
V
RNA+-III
+ or - DNAII
DNA+-I
+ RNA - RNAIV
+ RNA DNAVI
THE BALTIMORE CLASSIFICATION*
*ordnet Viren nach ihrem genetischen System und beschreibt das Verhältnisder viralen DNA zu ihrer mRNA.
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