12.3 Viren
Werbung
12.3 Viren Hüllmembran verschiedene Glykoproteine Kapsid Erbinformation des Virus Zellmembran Zellplasma Erbinformation Kapsid Zellkern Glykoproteine Einbau in die Chromosomen der Zelle 1 Vermehrung des Influenzavirus Viren sind winzige Gebilde, die nur im Elektronenmikroskop sichtbar gemacht werden können. Sie bestehen aus Erbinformation und einer Kapsel, die man Kapsid nennt. Viele Viren, z. B. das Influenzavirus, das die Grippe auslöst, sind zusätzlich von einer Hüllmembran umgeben (Abb. 2). Viren haben keinen Stoffwechsel und können sich nicht aktiv fortbewegen. Die Vermehrung von Viren erfolgt nur in Wirtszellen. Das sind Zellen von Menschen, Tieren oder Pflanzen, die vom Virus befallen werden. Das Virus programmiert die befallene Zelle so um, dass sie neue Viren produziert. Die befallene Zelle stirbt ab, wenn die Viren die Zelle verlassen. Der Vermehrungszyklus des Virus beginnt mit der Anheftung an die Wirtszelle (Abb. 1 1): Dabei dockt ein Virus mit den Glykoproteinen an ein dazu passendes Glykoprotein der Wirtszellenoberfläche an. Glykoproteine sind Bausteine der Membran von Zellen und Viren. Sie bestehen aus einem Protein, an das Zuckermoleküle gebunden sind. 2, 3: Die Hüllmembran des Virus verschmilzt mit der Membran der Wirtszelle und das Virus gelangt in das Innere der Zelle. Dort erfolgt das Auspacken 230 2 Schema des Influenzavirus der Erbinformation 4, indem sich das Kapsid auflöst. Die frei gewordene Erbinformation des Virus wandert in den Zellkern der Wirtszelle 5. Dort wird es in die Erbinformation der Wirtszelle eingebaut 6. Dadurch wird die Zelle so umprogrammiert, dass sie nun massenhaft neue Virenbestandteile produziert 7. Die Virenbestandteile werden schließlich zusammengesetzt 8. Gleichzeitig baut die Wirtszelle die Bestandteile der Virushülle in ihre eigene Oberflächenmembran ein. Bei der Ausschleusung 9 werden die neu gebildeten Viren mit dieser Membran umgeben, die die neue Hüllmembran des Virus bildet. Die Membran der Wirtszelle löst sich auf 0 und die Wirtszelle stirbt. Bestimmte Krankheiten werden von Viren hervorgerufen (Abb. 3). Sie lassen sich teilweise nur schwer behandeln, weil Viren infolge des fehlenden eigenen Stoffwechsels nur wenige Angriffspunkte für Medikamente bieten. Krankheiten, die von Viren hervorgerufen werden, deren Membranoberfläche über lange Zeit konstant bleibt, lassen sich meist gut durch Impfen vorbeugend bekämpfen. Bei manchen Viren treten häufig Mutationen auf, so dass sie von Generation zu Generation unterschiedliche Membranoberflächen aufweisen. Dies erschwert die Bekämpfung durch das Immunsystem und die Wirksamkeit einer Impfung. Das HIVirus und das Influenzavirus gehören zu diesen Viren. Reproduktion, Information+Kommunikation, Struktur+Funktion, Kompartimentierung Grundwissen Krankheit Röteln Masern Inkubationszeit Übertragung und Symptome 1–3 Wochen 9–11 Tage Tröpfcheninfektion; kleine rötliche Flecken am Körper Tröpfcheninfektion; Husten, Fieber, rote Flecken am ganzen Körper Tröpfcheninfektion, Urin, Kot; hohes Fieber, Kopfschmerzen, steifer Nacken, Empfindlichkeit der Haut, Gliederschmerzen Tröpfcheninfektion; bläschenartiger Ausschlag, manchmal Fieber Tröpfcheninfektion; Gliederschmerzen, Mattigkeit, Kopfschmerzen, Entzündung der Atemwege, häufig hohes Fieber, kann besonders bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem zum Tod durch Herz-Kreislauf-Versagen führen Polio (Kinderlähmung) 3–20 Tage Windpocken 2–3 Wochen Influenza (Grippe) wenige Stunden bis 3 Tage 3 Krankheiten, die von Viren hervorgerufen werden 1 Virenvermehrung. Stelle die Vermehrung der Viren anhand der Abbildung 1 in einem Fließdiagramm dar. 2 Viren als Krankheitserreger. Erkläre, warum Antibiotika bei Scharlach und Keuchhusten sinnvoll eingesetzt werden, bei Windpocken und Masern aber nicht wirksam sind. 3 Viren als Lebewesen. „Viren sind keine Lebewesen.“ Stelle Argumente für und gegen diese These zusammen. Grippeviren existieren nicht nur bei Menschen, sondern auch bei Vögeln und Säugetieren. Da die Viren auf die Oberfläche ihrer Wirtszellen spezialisiert sind, erkranken in der Regel nur Tiere der gleichen Artengruppe. Erkrankt einmal ein Mensch an einer „Tiergrippe“, kann die Krankheit nicht an andere Menschen weitergegeben werden. Durch Mutationen oder durch Vermischung mit einem auf den Menschen spezialisierten Grippevirus kann es dennoch vorkommen, dass ein solches tierisches Virus von Mensch zu Mensch überspringen kann. Dann droht Gefahr, da das menschliche Immunsystem auf das Virus nicht vorbereitet ist. Die Erkrankung verläuft deshalb oft sehr schwer und die Entwicklung eines Impfstoffes dauert viele Monate. Meist hat sich die Krankheit dann bereits weit ausgebreitet. 4 Grippe bei Tieren und ihre Gefahren für Menschen 4 Vermischung von Viren. Abbildung 5 zeigt schematisch die Vermischung zweier Viren in einem dritten Wirt. a) Beschreibe in eigenen Worten die Aussagen der Abbildung 5. b) Fertige eine Zeichnung für die in Abbildung 4 beschriebenen Vorgänge an. Vergleiche sie mit dem in Abbildung 5 dargestellten Vorgang. 5 „Grippevirusvermischung“ 231 Arbeitsmaterial
