Viren

Definition

Viren (Einzahl: Virus) sind kleinste, infektiöse Partikel und außerdem Parasiten, also Lebewesen, die sich ohne einen Wirtsorganismus nicht eigenständig vermehren können. Im Durchschnitt ist ein Viruspartikel zwischen 20 und 400 nm groß, also um ein Vielfaches kleiner als menschliche Zellen oder Bakterien beziehungsweise Pilze.

Aufbau von Viren

Der Aufbau von Viren ist nicht besonders komplex. Der wichtigste Bestandteil von Viren ist ihr Erbmaterial. Dieses kann bei Viren entweder in Form von DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonukleinsäure) vorliegen. Durch dieses Merkmal kann man auch DNA- von RNA-Viren unterscheiden (außerdem gibt es noch die sogenannten Retroviren, die eine Untergruppe der RNA-Viren darstellen).

Das Erbgut kann sich entweder ring-oder fadenförmig im Inneren von Viren befinden, hat sich das Virus noch nicht in eine Zelle eingenistet, wird es als Virion bezeichnet. In fast allen Fällen ist das Erbmaterial von einem Kapsid umgeben, das dem Schutz des Erbgutes dient. Dieses Kapsid ist eine Struktur aus vielen gleichen Untereinheiten (Kapsomere) die aus Proteinen bestehen. Folglich bezeichnet man das Kapsid häufig auch als Proteinhülle, gemeinsam mit der DNA oder RNA spricht man vom Nukleokapsid.

Darüber hinaus sind manche Viren noch von einer weiteren Hülle, der Virushülle, umgeben, die aus einer Lipiddoppelschicht aufgebaut ist, in welche teilweise Proteine und Glykoproteine eingelagert sind. Die Glykoproteine ragen stachelförmig aus der Hülle heraus, weshalb man sie auch als „Spikes“ bezeichnet, solche Viren nennt man behüllt. Wenn die Virushülle fehlt, nennt man sie unbehüllte Viren.

Darüber hinaus besitzen manche Viren noch weitere Bestandteile, niemals jedoch ein Zytoplasma mit Zellorganellen wie bei menschlichen, tierischen oder pflanzlichen Zellen, das ihnen einen eigenen Stoffwechsel ermöglichen würde. Da sowohl Mitochondrien als auch Ribosomen fehlen, sind Viren nicht selbstständig zur Proteinbiosynthese fähig und kann auch keine eigene Energie produzieren. Es muss sich in einer sogenannten Wirtszelle einnisten, also einer Zelle zum Beispiel eines Menschen, die über das dafür notwendige Material verfügt. Dort ist das Virus dann in der Lage, den Zellstoffwechsel so zu manipulieren, dass er sich auf die Bedürfnisse des Virus einstellt und anstatt der eigenen Proteine solche Proteine herstellt, die die Viren zum Überleben brauchen.

Vermehrungsmechanimus von Viren

Außerdem ist es dem Virus über die Einschleusung seiner DNA oder RNA in die Wirtszelle möglich, sich zu vermehren (replizieren). Der erste Schritt dafür ist immer, dass das Virus sich an die Wirtszelle anheftet. Daraufhin wird das Erbgut in die Zelle eingeschleust. Dort werden dann die Hülle(n) entfernt (uncoating), woraufhin die Nukleinsäure in den Zellkern gelangen kann. Dort übernimmt sie praktisch die Steuerung und sorgt zunächst einmal dafür, dass das Erbmaterial vervielfältigt und Proteine hergestellt werden.

Aus diesen einzelnen Bestandteilen können sich schließlich wieder neue Viruspartikel ausbilden. Man unterscheidet zwei verschiedene Arten, auf die das Virus die Vermehrung abschließen kann.

1. Lytischer Zyklus: hier wird die Zellmembran komplett aufgelöst, die Zelle also zerstört und die neuen Viren freigesetzt werden.
2. Lysogener Zyklus: die Zelle stirbt nicht ab sondern die Viren werden nur aus ihr herausgeschleust (Knospung, „budding“), indem sie einen Teil der Zellmembran der Wirtszelle mitnehmen, um sich eine Hülle zu bilden.

Wie viele Viren bei einem solchen Vorgang jeweils aus einer einzelnen Wirtszelle hervorgehen, ist von Virus zu Virus unterschiedlich. Während eine Zelle, die vom Herpesvirus befallen ist, durchschnittlich zum Beispiel nur 50 bis 100 neue Viren produziert, setzt eine mit dem Poliovirus infizierte Zelle hingegen sogar mehr als 1000 neue Viren frei.

Arten von Viren

Fast alle Viren sind wirtsspezifisch, was bedeutet, dass ein bestimmtes Virus in der Regel nur einen bestimmten Wirtsorganismus befällt. Abhängig davon, um welchen Organismus es sich dabei handelt, unterscheidet man

  • (Bakterio-)Phagen = Viren, die ausschließlich Bakterien befallen
  • Pflanzen- /Phytoviren, die nur Pflanzen befallen,
  • Tierviren/animale Viren, die nur Tiere befallen und
  • Menschen-/Humanviren, die uns Menschen befallen.

Von diesen Humanviren existieren eine unglaubliche Menge, weshalb hier nur die wichtigsten erwähnt werden können. Die meisten Viren führen beim Menschen zu einer jeweils spezifischen Erkrankung.

Bekannte DNA-Viren

Zu den DNA-Viren gehören die wichtigsten Krankheitserreger des Menschen:

1. Die Herpesviren, bei denen man noch einmal eine große Zahl von Untergruppen unterscheidet. Zu den Herpesviren zählen das Humane Herpesvirus 1 und 2, die für den allgemein bekannten Herpes verantwortlich sind, der sich durch Bläschen, Schmerzen und / oder Juckreiz bemerkbar macht und sich meistens an den Lippen (Herpes labialis, vor allem HHV 1) oder im Genitalbereich (Herpes genitalis, vor allem HHV 2) manifestiert.

Das HHV 6 ist für das sogenannte 3-Tage-Fieber verantwortlich.

Ein eher seltener anzutreffender Herpesvirus ist das HHV 8, da er nur bei Personen mit schwachem Immunsystem (zum Beispiel bei HIV-Infizierten) wirklich zu einer Infektion führt, wodurch eine bestimmte Art von Krebs, das Kaposi-Sarkom entsteht.

2. Unter die Gruppe der Pockenviren fallen zum einen die Auslöser harmloser Warzen und zum anderen aber auch diejenigen Viren, die die gefährlichen Pocken verursachen.

3. Das Hepatitis B-Virus löst eine Leberentzündung aus.

4. Von Humanen Papillomaviren (HPV) existieren diverse unterschiedliche Typen, die auch zu unterschiedlichen Krankheitsbildern führen. Während die meisten (z.B. die Typen 6 und 11) relativ harmlos sind, können einige (z.B. die Typen 16 und 18) einen Krebs des Gebärmutterhalses (Zervixkarzinom) verursachen.

5. Adenoviren sind häufig die Ursache für Durchfall oder Erkältungen mit Schnupfen.

Bekannte RNA-Viren

Von besonderer Wichtigkeit bei den RNA-Viren sind für den Menschen:

  1. In die Gruppe der Flaviviren fallen sowohl das Hepatitis C Virus, welches, genau wie das Hepatitis B Virus eine Entzündung der Leber verursachen kann, die aber sehr viel häufiger chronisch verläuft als bei HBV, als auch die Viren, die für das Gelb- und Denguefieber verantwortlich sind.
  2. Coronaviren sind oftmals Auslöser einer Magen-Darm-Grippe (Gastroenteritis) oder einer speziellen, schwerwiegenden Art der Lungenentzündung (SARS).
  3. Der wichtigste Vertreter der Retroviren ist der Humane-Immundefizienz-Virus HIV (Typ 1 und 2), welcher verantwortlich für AIDS ist.
  4. Orthomyxoviren sind unter anderem die Influenzaviren, die zu einer Grippe führen.
  5. Zur Familie der Paramyxoviren gehören die Auslöser von Mumps und Masern.
  6. Filoviren, zu denen z.B der Marburg-Virus und der Ebola-Virus gehört, dessen Infektion oft tödlich verläuft. Lesen Sie mehr zum Thema unter Ebola.

Therapie von viralen Erkrankungen

Viren können allerdings nicht nur Krankheiten verursachen. Momentan wird viel daran geforscht, Viren auch als Therapie einzusetzen. So sollen zum Beispiel bestimmte Viren gegen manche Formen von Krebs eingesetzt werden können oder als Impfstoff dienen.

Eine durch Viren bedingte Infektion zu heilen, stellt sich schwieriger dar als zum Beispiel bei bakterienbedingten Erkrankungen, da Viren eben keine eigenständigen Zellen sind, sondern sich stets in menschlichen Zellen befinden. Deshalb bedeutet ein Abtöten eines Virus gleichzeitig das Absterben einer Körperzelle.

Um Viren zu bekämpfen, bedient sich dazu sogenannter Virostatika. Dies sind Medikamente, die die Vermehrung von Viren verhindern oder zumindest einschränken.
Hauptangriffspunkte der Virostatika sind:

  • Eindringen des Virus in die Zelle
  • Beeinflussung des Zellstoffwechsels zum Nachteil der Wirtszelle und
  • Freisetzen der Viren am Ende ihres Vermehrungszyklus.

Diese Mittel sind jedoch häufig mit zum Teil schwerwiegenden Nebenwirkungen verbunden.

Lesen Sie hier mehr über Medikamente gegen Viren.

Weitere Informationen zum Thema Viren

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Qualitätssicherung durch: Dr. Nicolas Gumpert      |     Letzte Änderung: 02.11.2017
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