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Virologie (Fach) / allgemeiner Teil (Lektion)
- genreller Aufbau - aus Nukleinsäuren = entweder Desoxyribonukleinsäuren (DNA) oder Ribonukleinsäuren (RNA) - Protein-Hülle (polypeptid) (Kapsid) = regelmäsige Anordnung, Verpackung des Virusgenoms, kann kubisch /helikal/ komplex sein - besteht aus Kaspomeren= Untereinheiten, diese bestehen wiederum aus Proteinen (Polypeptidkette) - Die Membran besteht aus einer Doppelschicht von Lipidmolekülen, die mit ihren polaren Gruppen nach außen, mit ihren hydrophoben Ketten nach innen orientiert sind - virale Membranproteine durchsetzten Lipiddoppelschicht umgeben, die als Virushülle bezeichnet wird - Viren, die vorübergehend zusätzlich zum Kapsid eine Virushülle aufweisen, werden als behüllt bezeichnet, Viren ohne derartige Hülle heissen unbehüllt
- Virusvermehrung 1) Adsorption = Anheftung an Wirtsprotein (wird als Rezeptor verwendet), Schlüssel-Schloss-prinzip - Beispiele: Acetylcholin-Rezeptor, Transferrin-Rezeptor, Aminopeptidase N, CD 4 - durch spezielle Rezeptoren auch Tropismus ( z.B Leberzellen - Hepatitis,) Wirtsspezifität, Zellspezifität - HIV 2) Penetrationa) Rezeptor vermittelte Endozytose (Clathrin)- von innen b) Fusion ( d.h. Verschmelzung von Virushülle und Zellmembran ) - von außen - Translokation 3) ‚Uncoating‘ - Virus befreit sich von seiner Hülle - Transport der Nukleinsäure zum Ort der Replikation 4) Eklipse, Vermehrung- Eklipse: Das Verschwinden (mond- oder Sonnenfinsternis), - Infektiosität ist nicht nachweisbar- Transkription, Translation, Genom-Vermehrung 5) Maturation / Zusammensetzung/ Assembly - Defective interfering (DI)-Partikel 6) Ausschleusung, Elution- ‚Budding‘ - Exozytose = Virus wird von Zelle szeneriert Lyse der Zelle – häufig bei unbehüllten Viren • Sprossung (Knospung, Budding) (Man spricht von Budding, wenn sich nur wenige Viren in einer Zelle befinden und sich diese schließlich von der Zellmembran abschnüren. Kennzeichen der abgeschnürten Viren ist daher stets eine aus Teilen der Zellmembran und Proteinen des Virus bestehende Hülle)
- zytopath(olog)ischer Effekt - Die Auswirkung der Virusvermehrung auf die Wirtszelle nennt man Zytopathischen Effekt (CPE) - Zelllyse, Pyknose (Polioviren), - Zellfusion/ Syncythienbildung (Masernvirus, HSV, Parainfluenzavirus), - intranukleäre Einschlüsse (Adenoviren, Masernvirus), - intraplasmatische Einschlüsse ( früher wichtig zur Infektionsdiagnostik aus Geweben (z.B. Negri-Körperchen – Tollwut, Joest- Degensche EK - Borna) - Bildung von Riesenzellen - Zellproliferation ( spielen Rolle bei Tumorentstehung) - z.B. HPV- Cervixkarzinom, Humanes Herpesvirus 8 - Kaposi Sarkom
- ELISA ELISA (Enzymgekoppelter Immunabsorptionstest) • hochempfindliche Methode zum Nachweis von Proteinen, Hormonen, Pharmaka, Krankheitserregern u.a. (Nachweisgrenze im Bereich von 10-12g) •Sichtbarmachung der immunologischen Reaktion durch einen hochempfindlichen Indikator (Enzym) • Semiquantitativ: je mehr AK bindet umso mehr Enzymaktivität Anwendungsgebiete: Nachweis von Antigen, z.B. Infektionserreger, Biomoleküle (Zytokine, Hormone, etc)
- HAH/ HA Haemagglutination HA Haemagglutinationshemmung HAH Einige Viren besitzen Oberflächenantigene, die Erythrozyten vernetzen können. Dies führt zur Verklumpung (Haemagglutination). Antikörper gegen diese Oberflächenmoleküle können dies unterbinden (Haemagglutinationshemmung). Diagnostischer Einsatz: - Virusnachweis durch AK bekannter Spezifität - AK-Nachweis durch bekanntes Virus
- PCR „Sichtbarmachen eines (erregerspezifischen) Gens durch milliardenfache Vervielfältigung eines best. Genabschnittes mittels spezifischer Primer
- Agardiffusionstest • Herstellung des Agarosegels • Ausstanzen der Gellöcher • Zugabe Antigen (Ag) und Probenverdünnungen (Ak) in die Gellöcher zu je 20 μl Ak - inkubation
- Chemischer Aufbau 1) Virale Nukleinsäuren- alle Genome sind haploid mit Ausnahme der Retroviren (diploid) - DNA/RNA kann als Einzelstrang oder Doppelstrang vorliegen- DNS/RNS kann infektiös sein 2) Virale Proteine- Strukturproteine bilden Viruspartikel - Funktion: Schutz des Genoms; Liganden zur Anheftung an Rezeptoren der Wirtszelle; - Transkriptase bei Minusstrang-Viren; Träger antigener Eigenschaften - Nichtstrukturproteine in der infizierten ZelleFunktion: Enzyme für Transkription und Vermehrung; Proteasen 3) Virale Lipide- bei behüllten Viren, vor allem Phospholipide und Cholesterin (stammen von der Wirtszelle) 4) Virale Kohlehydrate- Glykoproteine, Glykolipide, Polysacharide, N- oder O-glykosidische Bindung
- Viren sind flexibel .... - Schnelle Anpassung durch Veränderung des Genoms - Punktmutationen (bes. bei RNA-Viren – keine proof reading Funktion, RNA Polymerase macht relativ häufig Fehler) - Rekombination (Austausch von Genomteilen zwischen Viren, Integration zellulärer Gene) - Reassortanten (Viren mit segmentierten Genomen können Segmente austauschen)
- Daumenregeln für Viren... DNA (niedrige Heterogenität, langsame Anpassung) RNA (hohe Heterogenität, schnelle Anpassung durch Mutationen) Einzelstrang (kein Reassortment) segmentiert (Reassortment möglich) negative Polarität (Polymerase und Co-Faktoren sind Strukturproteine) positive Polarität (RNA ist infektiös) behüllt (empfindlich, leicht zu desinfizieren, Übertragung direkt) unbehüllt (unempfindlich, schwer zu desinfizieren, Übertragung auch indirekt)
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