Bau eines Virus am Beispiel HIV
Ein Virus ist ein Bauplan mit Verpackung — alles andere liefert die befallene Zelle.
- Virus:Nukleinsäure (DNA oder RNA) in einer Proteinhülle (Kapsid); kein Stoffwechsel, keine Ribosomen — Vermehrung nur in einer Wirtszelle.
- Hüllmembran:bei behüllten Viren (HIV, Influenza, Corona) außen eine Lipid-Doppelschicht — stammt aus der Zellmembran der letzten Wirtszelle.
- Oberflächenprotein:Glykoproteine in der Hülle, bei HIV gp120; sie binden nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip an einen Rezeptor der Wirtszelle.
- Wirtszelle:HIV bindet an den Rezeptor CD4 — den tragen vor allem T-Helferzellen und Makrophagen. Nur diese Zellen werden befallen.
- Erbgut:HIV ist ein Retrovirus: zwei gleiche RNA-Stränge im Kapsid.
- Enzyme:im Kapsid mitgebracht: reverse Transkriptase (schreibt RNA in DNA um) und Integrase (baut die DNA in das Wirtsgenom ein).
Wirtsspezifität: Ein Virus befällt nur Zellen, deren Rezeptor zu seinem Oberflächenprotein passt (HIV: gp120 → CD4).
Der Vermehrungszyklus von HIV
Der Vermehrungszyklus nutzt die Membranen, Enzyme und Ribosomen der Wirtszelle.
- 1 Andocken:gp120 bindet an CD4 und einen Korezeptor der Zellmembran.
- 2 Fusion:Hüllmembran und Zellmembran verschmelzen, das Kapsid gelangt ins Cytoplasma. Viele unbehüllte Viren werden stattdessen per Endozytose aufgenommen.
- 3 Reverse Transkription:Die reverse Transkriptase schreibt die Virus-RNA in DNA um — rückwärts zum üblichen Informationsfluss.
- 4 Integration:Die Integrase baut die Virus-DNA als Provirus in die DNA des Zellkerns ein; sie wird bei jeder Zellteilung mitkopiert.
- 5 Proteinbiosynthese:Die Zelle transkribiert das Provirus: neue Virus-RNA und — an ihren Ribosomen — Virusproteine.
- 6 Knospung:Kapside bilden sich unter der Zellmembran und stülpen sie aus; so erhält jedes Virus seine Hülle (Membranfluss nach außen).
- 7 Reifung:Die Protease zerschneidet lange Vorläuferproteine — erst dann ist das neue Virus infektiös.
Vermehrungszyklus: Andocken → Fusion → reverse Transkription → Integration → Proteinbiosynthese → Knospung → Reifung.
Verfolge ein HI-Virus durch eine T-Helferzelle. Starte mit ▶ oder gehe mit „Schritt“ weiter. Setze vorher einen Hemmstoff ein — wie ihn HIV-Medikamente nutzen — und beobachte, an welcher Stelle der Zyklus abbricht.
Halte fest: Jeder Schritt braucht ein bestimmtes Molekül — Rezeptor, reverse Transkriptase, Integrase. Wird eines gehemmt, bricht der Zyklus genau dort ab. Nach der Integration steckt das Virus dauerhaft im Erbgut der Zelle.
Allgemeine Hinweise
Die Hülle ist geliehen
Die Hüllmembran eines Virus besteht aus Zellmembran der letzten Wirtszelle — nur die Glykoproteine darin sind virale Proteine.
Rückwärts schreiben
Normal: DNA → RNA → Protein. Retroviren gehen zuerst RNA → DNA. Genau dieses Enzym hat die menschliche Zelle nicht — ein gutes Ziel für Medikamente.
HIV trifft die Abwehr selbst
Weil HIV T-Helferzellen zerstört, fehlt später die Zelle, die B-Zellen und zytotoxische T-Zellen aktiviert (2.2.2, 2.2.3).