DNA RNA
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VIREN SIND EINFACH AUFGEBAUT RNA Capsid = Coat (Protein) M. Müller, WS 2005_06 DNA Membran = Envelope (Glykoproteine, Lipide, Reste von WirtszellMembran) AUFBAU UND STRUKTUR VIRUSGENOME: DNA SS = Einzelsträngig ODER RNA + oder - Strang * *+RNA = wird direkt translatiert *-RNA = kann nicht direkt translatiert werden DS = Doppelsträngig Segmentiert Doppelsträngig segmentiert Circular M. Müller, WS 2005_06 AUFBAU UND STRUKTUR CAPSID: AUFBAU + FUNKTIONEN • Capsid = Proteinhülle um DNA/RNA • Capsomer (kleinste Einheit für den Aufbau eines Capsids) • Protomer (kleinste Einheit für den Aufbau eines Capsomers) • enthält basische Proteine (Polykation) • hat kein Cystein (damit auch keine S-S Brücken) • dient der Verpackung und dem Schutz der Nukleinsäure ICOSAEDER (KUBISCH) • ermöglicht denTransport der Nucleinsäure von Zelle zu Zelle • enthält spezifische Moleküle für die Anheftung (Attachment) • kann helical oder kubisch aufgebaut sein HELICAL M. Müller, WS 2005_06 AUFBAU UND STRUKTUR VIRUSMEMBRAN (ENVELOPE) Hülle = Envelope: schützt Capsid Hülle spezifische Bindung der Viren an die Wirtszellen unterschiedliche Strukturen erkennen verschiedene Rezeptoren Aber: Selektionsdruck durch das Immunsystem. (antigenic shift; antigenic drift). M. Müller, WS 2005_06 AUFBAU UND STRUKTUR ATTACHMENT PENETRATION UNCOATING Transkription Translation REPLIKATION VIRALER LEBENSZYKLUS ASSEMBLY (MATURATION) RELEASE M. Müller, WS 2005_06 VERMEHRUNG VERMEHRUNG FOLGEN EINER INFEKTON 1. Zellen werden zerstört und sterben ab 2. Zellen überleben und werden chronisch infiziert 3. Zellen überleben und werden latent infiziert 4. Zellen werden immortalisiert (Krebszellen) M. Müller, WS 2005_06 VERMEHRUNG EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION 1. nach der Art der Nukleinsäure DNA oder RNA 2. nach der Form ihres Kapsids kubisch oder helikal 3. nach dem Wirt Bakterien Pflanzen Tiere Sonderformen M. Müller, WS 2005_06 EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION THE BALTIMORE CLASSIFICATION ordnet Viren nach ihrem genetischen System und beschreibt das Verhältnis der viralen DNA zu ihrer mRNA. M. Müller, WS 2005_06 EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION THE BALTIMORE CLASSIFICATION RETROVIRIDAE VI + RNA DNA + or - DNA II HEPADNAVIRIDAE DNA I IV + RNA PICORNAVIRIDAE TOGAVIRIDAE FLAVIVIRIDAE CALICIVIRIDAE CORONAVIRIDAE M. Müller, WS 2005_06 - RNA PARVOVIRIDAE +mRNA V PAPOVAVIRIDAE ADENOVIRIDAE HERPESVIRIDAE POXVIRIDAE III + - RNA REOVIRIDAE - RNA BUNYAVIRIDAE ARENAVIRIDAE RHABDOVIRIDAE PARAMYXOVIRIDAE ORTHOMYXOVIRIDAE EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION BAKTERIOPHAGEN Die Klassifikation von Phagen erfolgt ebenfalls über ihre Nukleinsäure bzw. Form des Capsids. Man unterscheidet: Filamentöse und Polyhedrale Phagen. Die meisten Phagen enthalten dsDNA. M. Müller, WS 2005_06 PHAGEN BAKTERIOPHAGEN (aus A. Levine, Viren, 1993) Das Capsid hat zwei wichtige Funktionen: 1. Schutz der Nukleinsäure 2. ggf. Anheftung an die Wirtszelle M. Müller, WS 2005_06 Kompliziert aufgebaute Phagen besitzen Ausstülpungen wie: Kragen, Schwanz, Schwanzfasern und Endplatte. PHAGEN M. Müller, WS 2005_06 Müller, WS 2003/04 PHAGEN LYTISCHER ZYKLUS (aus Dalton and Haguenau, 1973) virulente Phagen (z.B. T4) M. Müller, WS 2005_06 Adsorption und Penetration DNA dringt ins Cytoplasma ein und wandert zur Mitte erste Neusynthesen neue Phagen Zelle kurz vor Lyse PHAGEN LYSOGENER ZYKLUS Temperente Phagen (z.B. λ) vegetativer Phage; ringförmige λ-DNA lysogener Weg lytischer Weg Induktion Prophage; Integration in Wirts-DNA oder Plasmid M. Müller, WS 2005_06 Lyse der Bakterien durch Phagen-Lysozym PHAGEN TABAK MOSAIK VIRUS (TMV) Das bekannteste Pflanzenvirus ist das TMV (D. Iwanowskij, 1892; M. Beijerinck, 1897) M. Müller, WS 2005_06 PFLANZENVIREN VIROIDE SIND NACKTE VIREN Viroide sind hüllenlose (!) RNA-Viren und Erreger von Pflanzenkrankheiten. z. B. PSTVd (potato spindle tuber viroid). (nach Alan J. Cann: Principles of Molecular Virology, 2001) M. Müller, WS 2005_06 PFLANZENVIREN SATELLITENVIREN Auch die meisten Satellitenviren sind Pflanzen pathogen. Sie besitzen ein einsträngiges RNA Genom mit 500-2000 Nukleotiden und brauchen ein Helfervirus. Das bekannteste humane Satellitenvirus ist das Hepatitis-D-Virus (Helfervirus: Hepatitis-B-Virus). M. Müller, WS 2005_06 SATELLITENVIREN SATELLITENVIREN UND VIROIDE Eigenschaften Satellitenviren Viroide Helferviren erforderlich Kodieren Proteine ja ja nein nein Genomreplikation durch Enzyme der Helferviren Wirtszellen spez. RNA Polymerasen Ort der Replikation wie das Helfervirus (Zellkern oder Cytoplasma) nur Zellkern M. Müller, WS 2005_06 SATELLITENVIREN SLOW VIRUS ERKRANKUNGEN Der Begriff „slow virus“ bezeichnet das Tempo der Erkrankung, nicht das des Viruswachstums. Diese Erkrankungen haben Inkubationszeiten von Monaten bis zu Jahren. Sie können durch konventionelle Viren oder durch atypische (=unkonventionelle) Viren bzw. Agenzien verursacht werden. Meist wird das zentrale Nervensystem befallen. M. Müller, WS 2005_06 SLOW VIRUSES SLOW VIRUS ERKRANKUNGEN DURCH KONVENTIONELLE VIREN 1. Maedi-Visna-Erkankungen der Schafe (Lentiviren) 2. Progressive Multifolkale Leukencephalopathie (PML, Papovaviren?) 3. Subakut Sklerosierende Panencephalitis (SSPE, defekte Masernviren?) 4. Progressive Röteln Panencephalitis (PRP, Rubellaviren) 5. AIDS (HIV, Retroviren) 6. Tollwut (Rhabdoviren) M. Müller, WS 2005_06 SLOW VIRUSES SLOW VIRUS ERKRANKUNGEN DURCH UNKONVENTIONELLE VIREN ODER AGENZIEN Übertragbare spongioforme Encephalopatien (TSE) werden nicht durch Viren der klassischen Art verursacht, sondern durch Prionen. Prionen haben folgende Eigenschaften: • • • • Sie sind frei von codierender RNA und DNA Sie bestehen aus der pathogenen Isoform PrPsc PrPsc entsteht durch Umfaltung von PrPc PrPsc ist nicht Proteinase K empfindlich (PrP = Prionprotein) M. Müller, WS 2005_06 SLOW VIRUSES TRANSMISSIVE SPONGIOFORME ENCEPHALOPATHIEN DURCH PRIONEN Tierpathogene Formen: • Scrapie (Schafe und Ziegen) • • • • • Mink Encephalopathy (Nerz) Chronic Wasting Desease (Rotwild, Elche) Bovine Spongioforme Encephalopathie (BSE) Feline Spongioforme Encephalopathie (FSE) Exotic Ungulate Encephalopathy (EUE, Huftiere) M. Müller, WS 2005_06 SLOW VIRUSES TRANSMISSIVE SPONGIOFORME ENCEPHALOPATHIEN DURCH PRIONEN Humanpathogene Formen: • • • • • Kuru Creutzfeld-Jakob-Desease (CJD) neue Variante von CJD (nvCJD, human BSE?) Fatale Familiäre Insomnie (FFI) Gerstmann-Sträussler-Scheinker Syndrom (GSS) M. Müller, WS 2005_06 SLOW VIRUSES SIND VIREN LEBENDE ORGANISMEN? • Innerhalb von Wirtszellen sind Viren lebende Organismen, während sie außerhalb davon komplexe, metabolisch inerte Moleküle darstellen. M. Müller, WS 2005_06 URSPRUNG UND EVOLUTION
