Bau und Vermehrung von Viren

Aufbau und Verbreitung von Viren

Auf der anderen Seite, weil sie sich ohne eine fremde Wirtszelle nicht vermehren kann. Prokaryonten: kein membranbedeckter Zellkern; Zellwand (Murein), Zellorganellen wie Mitochondrien und Chloroplasten fehlen. Die Phagen sind für ihre Fortpflanzung immer auf lebende Zellen angewiesen.

Gentechnik / Bakterienphagen

Keime können mit einer großen Anzahl von Bakterienviren, den so genannten Bacteriophagen, angesteckt werden (Anmerkung: Wenn wir den Ausdruck "Virus" benötigen, meinen wir meist nur die Viren von eukaryontischen Zellen). Die Erbsubstanz ( "Genom") dieser Phasen ist entweder Doppelstrang-DNA, Einzelstrang-DNA oder RNA. Die Verpackung des Genoms erfolgt in einer mehr oder weniger komplizierten Eiweißhülle.

Dieses Protein wird auch zur Auswahl geeigneter Hostzellen und oft zur Einspritzung des Phagegenoms in die Host-Zelle verwendet. Bei der Fortpflanzung sind sie immer auf lebendige Körperzellen angewiesen. Deshalb ist es wichtig, dass sie sich vermehren. Abhängig von der Art des Bakteriums kann die Ansteckung einer Zelle entweder lysierend sein oder die Zelle kann lysiert werden. Bei der lytischen Infektion: Beispiel für Bakterium T4: Bakterium T4 hat eine komplizierte Gliederung, die im Kern aus Kopfende (Proteinhülle mit doppelsträngigem DNA-Genom) und Schweif besteht: T4-Bakterium erkennt auf bestimmten Oberflächen-Proteinen Hostzellen (E. coli), adsorbiert sie und injiziert die DNA in das Gewebe.

Phage DNA beinhaltet alle notwendigen Daten für die Vervielfältigung des Erbguts und die Herstellung des neuen Phage in der Zelle. Bereits in den ersten paar Minuten nach dem Befall wird ein Teil der infizierten Phage-DNA durch die DNA-abhängige RNA-Polymerase der Host-Zelle zur Herstellung von phage-spezifischen RNAs transkribiert, die durch den Apparat der Proteinsynthese der Host-Zelle in Phage-Enzyme überführt werden.

Kurze Zeit später erfolgt die Vervielfältigung der Phage-DNA mit der neu synthetisierten phage-spezifischen Erbsubstanz. Die Herstellung der Phagenhüllenproteine und deren Montage zu Phageköpfen erfolgt bereits während der laufenden Produktion. Die neu synthetisierte Phage-DNA wird dann in diese gepackt. Schließlich werden Phagenköpfe und getrennt gebaute Heckstrukturen zu einem ausgereiften Phage zusammengefügt. Die Gene des Phage-Genoms, die später in der Entzündung exprimiert werden, umfassen auch das Erbgut für ein phage-spezifisches Lyozym.

Diese Enzyme katalysieren den Zellwandabbau, der zur Lysierung der Gastgeberzelle und zur Ausschüttung der Nachkommenphagen führen kann. Der lysogenetische Befall: Beispiel für den Phage Lambda: Phags, die sowohl eine laugensüchtige als auch eine lysogenetische Entzündung auslösen können, werden als temperierter Phage bezeichne. Die infektiöse Phage-DNA wird bei der Lysogenese, die nur unter gewissen Umgebungsbedingungen möglich ist, in das Zellgenom eingebaut:

Aber es gibt auch solche Phasen, die sich irgendwohin in das Zellgenom der Wirtszelle einfügen. In der Lysogenese kann das Phagegenom über viele Gene in das Bakteriengenom eingebaut werden. Bei Inaktivierung des Lambda-Repressors (z.B. durch UV-Strahlung) erfolgt die Abschrift des integrierten Phagenoms. Dabei wird die eingebaute Lambda-DNA aus dem Wirtsgenom geschnitten und ein Lysezyklus eingeleitet.

Transkription: Wenn gemäßigte Phasen aus dem Genom der Wirtszelle ausgeschnitten werden, ist es möglich, dass ein Gen der Wirtszelle gelegentlich mit der Phage-DNA ausgeschnitten und in geschlechtsreife Phage-Köpfe gepackt wird. Sie dringen nach der Freigabe mit der Phage-DNA in andere Körperzellen ein und transferieren so die Erbinformation ("horizontale" Verteilung der Erbsubstanz in einer Bakterienpopulation).