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Mikrobiologie (Subject) / 6 (Lesson)
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- Was ist ein Virus? - infektiöse Partikel (Einbringen der fremden DNA in Bakteriengenom führt zur Vermehrung des Virus) - Genom: RNA oder DNA - Nukleinsäure von Proteinhülle (Capsid) umgeben - kein eigener Stoffwechsel - für Vermehrung auf Wirtszelle angewiesen
- umhüllte Viren Nukleocapsid (Nukleinsäure, die von Capsid umgeben ist) von Lipiddoppelschicht umgeben
- komplexe Viren besitzen neben Cabsid und evt. Hülle noch weitere Strukturen (z.B.: Kopf- und Schwanzteil bei Bakteriophagen)
- Parameter zur Einteilung nach Genom und Struktur von Viren - genomisches Material: RNA oder DNA - virales Genom liegt einzelsträngig (ss) oder doppelsträngig (ds) vor - Nukleocapsid ist umhüllt oder nicht umhüllt - Plus- oder Minuspolarität der Einzelstränge - zirkuläre (einige DNA-Viren) oder linear z.B.: Retroviridae (HIV): ss(+)RNA, linear, umhüllt
- Bakteriophage - Virus, der ausschließlich Bakterien infiziert - Kopfteil: Capsid - Schwanzteil: Anheftung und Durchbrechung der Bakterienwand
- T4-Phage - Kopfteil: polyedrische Struktur, enthält Phagen-Genom - Schwanzteil: hohle Röhre, umgeben von kontraktiler Scheide, verbunden mit Kopfteil über Kragen, 6 lange Schwanzfände an Basalpatte
- Kinetik der Virusvermehrung (T4-Phage) - Eklipsephase: von Beginn der Infektion bis Ende der Synthesephase - Latenzphase (T4: 10-15min): Eklipsephase, intrazelluläre Anhäufung von reifen Phagenpartikeln -> extrazellulär keine Viruspartikel nachweisbar - Anstiegsphase: beginnt mit Freisetzung reifer Phagen, Zahl der extrazellulären Viren nimmt kontinuierlich zu - Plateau: Ende der Wachstumsphase, Tod der Wirtszelle
- Vermehrungszyklus Beinn der Infektion bis Ende der Anstiegsphase (T4: 25 min)
- Vermehrung des T4-Phagen - Adsorption: Schwanzfäden des Phagen nehmen kontakt mit bakteriellen Zellwandrezeptoren auf - Penetration: Durchstoßen der Zellwand mit innerem Schwanzrohr durch Kontraktionder Schwanzscheide - Injektion der DNA - Synthese viraler Nukleinsäuren und Proteine - Assembly: Zusammenbau der Phage - Freisetzung der reifen Phagen
- CRISPR - "Immunsystem" bei Bakterien: Abschnitte sich wiederholender DNA -> Resistenz gegen Eindringen fremder DNA durch Phagen
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- Funktionsweise von CRISPR - Immunisierungsphase: Erkennung fremder DNA, Zerlegung in Fragemnte (Spacer) und Einbau in CRISPR-Array durch cas-Proteine - Expressions-Prozessierungsphase: Transkription des CIRSPR-Arrays -> prä-crRNA, durch Cascade-Komplex prozessiert - Interferenzphase: crRNA-haltige Cascade Komplex erkennt fremde DNA, cas3 spaltet diese
- Influenzavirus - Orthomyxovirus - eukaryontischer Virus, RNA-Virus - ssRNA mit negativer Polarität - Oberflächenantigene A, B, C, Subtypen
- Aufbau Influenzavirus - RNA - Capsid - Hülle mit Glykoproteinen (Spikes) - Oberflächenantigene A, B, C - integrale Glykpproteine in Virushülle - Hämagglutinin (HA) -> ANheftung an Wirtszelle - Neuraminidase (NA) -> Freisetzung aus infizierter Zelle
- Vermehrungszyklus der Influenzaviren - Anheftung über Rezeptoren anZellmembran der eukaryotischen Zelle - Adsorption durch Endozytose - Fusion der Virushülle - Transport der freigesetzen Nukleocapside zum Kern - RNA-abhängige virale RNA-Polymerase transkribiert virale RNA - Kopien der vRNA -> Replikation weiterer vRNA - Translation im Cytoplasma -> Assembly - Teil der viralen Protein zur Zellmembran -> Budding
- HI-Virus - Humane-Immundefizienz-Virus - eukaryotischer Virus - Retrovirus - ssRNA mit positiver Polarität
- Aufbau HI-Virus - Nukleocapsid (p24) - min. 2 Kopien der plus-RNA - Enzym Reverse Transkriptase, Integrase - Virushülle mit Spikes (gp41, gp120) - Matrixproteinp17 kleidet Virushülle von innen aus
- Replikationszyklus HIV - Fusion der Virushülle mit Wirtszellmembran, Uncoating - Reverse Transkriptase stellt anahnd RNA-Genom einzelsträngige DNA her -> zu Doppelstrang komplettiert - Integration der DNA in Wirtsgenom - Provirus kann lange Zeit latent bleiben bis Virusbildung beginnt - Transkription -> Translation im Cytoplasma - Budding, Assembly im Cytoplasma - Capsidreifung außerhalb der Zelle
- passiver Transport Transport einer Substanz in Richtung ihres Konzentrationsgradienten
- aktiver Transport Transport einer Substrates entgegen seines Konzentrationsgradienten -> Energiezufihr notwendig
- primär aktiver Transport + Beispiele direkte Nutzung von Licht- oder chemischer Energie für den Transport Bsp.: Bakteriorhodopsin (lichtgetriebene Protonenpump des Halobacteriums), ABC-Transporter (and ATP-Hydrolyse gekoppelt), membranständige Decarboxylasen
- sekundär aktiver Transport + Beispiele Energiequelle für Transport: von primärem Transporter generierter elektrochemischer Gradient Bsp.: Symport Lactose-Permease(E. coli)/ Natrium-Glucose/ Natrium-Iodid, Antiport Natrium-Calcium