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AUFBAU UND STRUKTUR M. Müller, WS 2005_06 DNA RNA Capsid = Coat (Protein) Membran = Envelope (Glykoproteine, Lipide, Reste von Wirtszell- Membran) VIREN SIND EINFACH AUFGEBAUT
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, WS 2005_06
DNARNA
Capsid= Coat(Protein)
Membran= Envelope(Glykoproteine,Lipide, Restevon Wirtszell-Membran)
VIREN SIND EINFACH AUFGEBAUT
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, WS 2005_06
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, WS 2005_06
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 derNukleinsäure
• ermöglicht denTransport der Nucleinsäure von Zellezu Zelle
• enthält spezifische Moleküle für die Anheftung(Attachment)
• kann helical oder kubisch aufgebaut sein
ICOSAEDER (KUBISCH)
HELICAL
AUFBAU UND STRUKTURM. Müller, WS 2005_06
VIRUSMEMBRAN (ENVELOPE)
Hülle = Envelope: schützt Capsid
spezifische Bindung der Viren an die Wirtszellen
unterschiedliche Strukturen erkennen verschiedene Rezeptoren
Aber:
Selektionsdruck durch das Immunsystem. (antigenic shift; antigenic drift).
Hülle
VERMEHRUNGM. Müller, WS 2005_06
ATTACHMENT
PENETRATIONPENETRATION
ASSEMBLY(MATURATION)
Transkription
REPLIKATION
RELEASE
UNCOATINGUNCOATING
Translation
VERMEHRUNG
VIRALER LEBENS-ZYKLUS
VIRALER LEBENS-ZYKLUS
M. Müller, WS 2005_06
VERMEHRUNGM. Müller, WS 2005_06
1. Zellen werden zerstört und sterben ab
FOLGEN EINER INFEKTON
2. Zellen überleben und werden chronisch infiziert3. Zellen überleben und werden latent infiziert4. Zellen werden immortalisiert (Krebszellen)
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, WS 2005_06
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATION
1. nach der Art der NukleinsäureDNA oder RNA
2. nach der Form ihres Kapsidskubisch oder helikal
3. nach dem WirtBakterienPflanzenTiereSonderformen
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, WS 2005_06
THE BALTIMORE CLASSIFICATION
ordnet Viren nach ihrem genetischen System und beschreibt das Verhältnisder viralen DNA zu ihrer mRNA.
EINTEILUNG UND KLASSIFIKATIONM. Müller, WS 2005_06
+mRNA
RETROVIRIDAEPARVOVIRIDAE
REOVIRIDAEPICORNAVIRIDAETOGAVIRIDAEFLAVIVIRIDAECALICIVIRIDAECORONAVIRIDAE
BUNYAVIRIDAEARENAVIRIDAERHABDOVIRIDAEPARAMYXOVIRIDAEORTHOMYXOVIRIDAE
HEPADNAVIRIDAEPAPOVAVIRIDAEADENOVIRIDAEHERPESVIRIDAEPOXVIRIDAE
- RNA
V
RNA+-III
+ or - DNAII
DNAI
+ RNA - RNAIV
+ RNA DNAVI
THE BALTIMORE CLASSIFICATION
PHAGENM. Müller, WS 2005_06
Die Klassifikation von Phagen erfolgtebenfalls über ihre Nukleinsäure bzw. Form des Capsids.
Man unterscheidet: Filamentöse und Polyhedrale Phagen. Die meisten Phagen enthalten dsDNA.
BAKTERIOPHAGEN
PHAGENM. Müller, WS 2005_06
Kompliziert aufgebaute Phagenbesitzen Ausstülpungen wie:
Kragen, Schwanz, Schwanzfasern und Endplatte.
(aus
A. L
evin
e, V
iren,
199
3)
BAKTERIOPHAGEN
Das Capsid hat zwei wichtige Funktionen:1. Schutz der Nukleinsäure2. ggf. Anheftung an die
Wirtszelle
PHAGENM. Müller, WS 2005_06 Müller, WS 2003/04
PHAGENM. Müller, WS 2005_06
LYTISCHER ZYKLUS
(aus
Dal
ton
and
Hag
uena
u, 1
973)
Adsorption und Penetration
DNA dringt ins Cytoplasma ein
virulentePhagen(z.B. T4)
und wandert zur Mitte
erste Neusynthesen
neue PhagenZelle kurz vor Lyse
PHAGENM. Müller, WS 2005_06
Temperente Phagen (z.B. λ)
lysogener Weg lytischer Weg
Prophage;Integrationin Wirts-DNAoder Plasmid
Lyse der Bakteriendurch Phagen-Lysozym
Induktion
LYSOGENER ZYKLUS
vegetativer Phage; ringförmige λ-DNA
PFLANZENVIRENM. Müller, WS 2005_06
TABAK MOSAIK VIRUS (TMV)
Das bekannteste Pflanzenvirus ist das TMV(D. Iwanowskij, 1892; M. Beijerinck, 1897)
PFLANZENVIRENM. Müller, WS 2005_06
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)
VIROIDE SIND NACKTE VIREN
SATELLITENVIRENM. Müller, WS 2005_06
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).
SATELLITENVIRENM. Müller, WS 2005_06
Eigenschaften Satellitenviren Viroide
Helferviren erforderlich ja neinKodieren Proteine ja nein
Genomreplikation durch Enzyme der Wirtszellen spez. Helferviren RNA Polymerasen
Ort der Replikation wie das Helfervirus nur Zellkern(Zellkern oderCytoplasma)
SATELLITENVIREN UND VIROIDE
SLOW VIRUSESM. Müller, WS 2005_06
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.
SLOW VIRUSESM. Müller, WS 2005_06
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)
SLOW VIRUSESM. Müller, WS 2005_06
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)
SLOW VIRUSESM. Müller, WS 2005_06
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)
SLOW VIRUSESM. Müller, WS 2005_06
Humanpathogene Formen:
• Kuru• Creutzfeld-Jakob-Desease (CJD)• neue Variante von CJD (nvCJD, human BSE?)• Fatale Familiäre Insomnie (FFI)• Gerstmann-Sträussler-Scheinker Syndrom (GSS)
TRANSMISSIVE SPONGIOFORME ENCEPHALOPATHIEN DURCH PRIONEN
URSPRUNG UND EVOLUTIONM. Müller, WS 2005_06
• Innerhalb von Wirtszellen sind Viren lebende Organismen, während sie außerhalb davon komplexe, metabolisch inerte Moleküle darstellen.
SIND VIREN LEBENDE ORGANISMEN?
