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Virologie, Molekulare Medizin (Subject) / VL 1 Allgemeine Virologie (Lesson)
Lernziele:
o Definition des Begriffes Virus –eine Herausforderung?
o Morphologie und Replikationszyklus
o Kriterien zur Einteilung von Viren
o Wie können Viren übertragen werden und eine Krankheit verursachen
o Grundlegende Methoden der Virusdiagnostik
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- Welche Schritte gibt es beim allgemeinen Replikationsschema? 1. Attachment 2. Aufnahme 3. Uncoating 4. Replikation 5. Assembly 6. Freisetzung 7. Reifung
- Wo liegt der Unterschied zwischen DNA und RNA-Viren hinsichtlich ihrer Vermehrung? Gibt es Ausnahmen? - DNA-Viren: Vermehrung im Zellkern - Ausnahme: Retroviren (Integrationsschritt ins Genom) u. Orthomyxoviren (nukleäres Splicing) - RNA-Viren: Vermehrung im Cytoplasma - Ausnahme: Pockenviren
- Wie ist ein Virus aufgebaut? - Hüllprotein --> äußere Ummantelung + Anheftung an die Wirtszelle und Erkennung spezifischer Wirtszellstrukturen - ggf. Lipidhülle - Nukleokapsid, welches das Genom (DNA oder RNA) und Hilfsproteine umgibt
- Was ist ein Virion? =ein reifes Viruspartikel
- Nennen Sie zwei Formen von Capsiden. - Ikosaeder - Helikale Struktur
- Welche Möglichkeiten gibt es für den Virus-Entry? - Rezeptor vermittelte Endozytose: pH abhängiger Entry -> bei saurem pH-Wert fusioniert das im Endosom eingeschlossene Viruspartikel mit der Endosommembran und das virale Nucleocapsid wird ins Cytoplasma entlassen - Rezeptor vermitteltes Signaling: pH unabhängiger Weg -> Virus bindet and Rezeptoren -->Umbau in der Aktinrinde
- Wie werden Viren gemäß Baltimore-Klassifikation eingeteilt? DNA-Viren: I - dsDNA Viren: DNA-abhängige RNA-Polymerase II - ssDNA Viren: DNA-abhängige DNA-Polymerase RNA-Viren: III - dsRNA Viren: RNA-abhängige RNA Polymerase - ssRNA: IV - (+)ssRNA Viren V - (-) ssRNAViren: RNA-abhängige RNA-Polymerase --> Konvertierung in +-Strang notwendig! VI & VII Viren mit reverser Transkription: z.B. Retroviren: reverse Transkriptase
- Was ist ein Strain und was eine Variante? Strain = versch. Isolate eines Virus Variante: unterscheidet sich vom ursprünglichen Phänotyp
- Was zählt zu einer Ansteckung? Haften, Eindringen und Vermehrung von Erregern im Wirt
- Superinfektion = Primärinfektion mit Virus und Sekundärinfektion mit z.B. Bakterien
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- Reinfektion =erneute Infektion nach Ausheilung bei geringer Ausprägung einer Immunreaktion
- Infektiosität =Fähigkeit von pathogenen Erregern, in einen Wirt einzudringen, sich dort zu vermehren und sich auszubreiten. Vektoren („ carrier“), die derartige vermehrungsfähige Erreger mit sich tragen, bezeichnet man als infektiös.
- Kontagiosität = Fähigkeit eines Erregers von einem infizierten Organismus durch direkten Kontakt auf nicht infizierte Organismen überzugehen und eine Infektion auszulösen
- Kontagionsindex = Epidemiologische Richtgröße zur Quantifizierung der Erkrankungswahrscheinlichkeit an einer Infektion (Anzahl der tatsächlich Erkrankten bezogen auf 100 nicht-immune Exponierte)
- Manifestationsindex = Anzahl der manifest Erkrankten/Anzahl der Infizierten, empirisch
- Pathogenität =Eigenschaft einer Spezies nach Infektion des Wirtes Krankheitssymptome zu verursachen „eine Potenz, die wirken kann, aber nicht muss“
- Virulenz = Summe aller krankmachenden Eigenschaften
- Attenuierung = Virulenzminderung, Abschwächung bei erhaltener Immunogenität und Fähigkeit zur Vermehrung
- Organtropismus ?
- Welche Übertragungswege gibt es innerhalb einer Wirtspopulation? Horizontal: Blutkontakt (HIV), Speichel (Mumps), Aerosole, Arthropoden (FSME, Dengue), Nahrung, fäkal-oral Vertikal: Schwangere-Fetus, Pränatal (Röteln, CMV), Perinatal (HIV, HBV)
- Welche Wege der Virusausbreitung gibt es? Eintrittspforte: z.B. Haut, Rachen, Lunge, Darm, Genital --> Virus hat Zugang zu Lymphknoten -->Lymphknotenschwellung --> ermöglicht direkten Übergang in Blutbahn -->Virämie (=Anwesenheit von Viren im Blut) = primäre Virämie -->Blut- und Bindegewebesystem -->sekundäre Virämie -->Ausbreitung zu Zielorganen (z.B. Lunge, ZNS) =>definieren Krankheitsbild
- Mit welchen Methoden kann ein Virusnachweis erfolgen? Virus: Virusanzucht, Elektronenmikroskopie Virusbestandteile: Protein: Immunfluoreszenz, Antigen-ELISA, Westernblot Genom: PCR/RT-PCR
- Mit welchen Methoden kann ein Antikörpernachweis erfolgen? - Antikörper-ELISA - Westernblot - Immunfluoreszenz
- Was kann mit einem Plaque-Reduktionstest herausgefunden werden? - Wirksamkeit antiviraler Substanzen - Nachweis neutralisierender Antikörper
- Wozu können PCR- basierte Methoden gut sein? - Therapiemonitoring - Viruslast bestimmbar - Auftreten neuer Varianten (Mutationsanalyse)
- Was ist der Unterschied zu Bakterien bei Viren? - Vermehrung durch Zusammenbau statt Zweiteilung - keine eigene Proteinsynthese; keine eigene Energiegewinnung
- Wie gelangt ein Viruspartikel zu einer Clathrin-Grube der Wirtszelle? "surfing" auf der Plasmamembran: in ein Filopodium ziehen Aktinmonomere, DAF ist an Actin gebunden und Virus kann an DAF binden. Durch schnelle Bewegung des Filopodiums kann das Viruspartikel zum CAR-Rezeptor transportiert werden, an den es bindet und in eine Clathrin-Grube befördert wird
- Wie kann ein Virus eine Infektion etablieren? versch. Übertragungswege: - Schmier-, Kontaktinfektion via Mund, Auge oder Haut - Tröpfcheninfektion (Aerosole) via Nasensekret, Speichel - parenteral via Blut, Blutprodukte - sexuell via Schleimhäute der Genitalien - Stillen via Muttermilch-Kontakt - germinativ, transovariell via Eier bei Mücken, Zecken, Vögel
- Wie kann ein Virus seine produktive Replikation umsetzen? auf zellulärer Ebene: - attachment - penetration - uncoating - Synthese: Replikation, Transkription/Translation - Assembly - Release & Maturation
- Wie kann ein Virus die Abwehrmechanismen des Wirtes umgehen? - über das angeborene Immunsystem --> immer gleich, keine Anpassung an den Erreger Mustererkennungsrezptoren + Pathogen-assoziierte Muster