Antikörper, Viren und Immunantwort: Aufbau und Funktion

Antikörper: Aufbau, Funktion und Klassen

Antikörper sind Glykoproteine, die in löslicher Form im Blut oder anderen Körperflüssigkeiten von Vertebraten vorkommen. Sie fungieren als Rezeptoren auf B-Lymphozyten und werden vom Immunsystem eingesetzt, um Fremdmaterialien zu identifizieren und zu neutralisieren.

Sie bestehen aus grundlegenden strukturellen Einheiten, wobei jede Einheit zwei große, schwere Ketten und zwei leichte Ketten besitzt. Antikörper werden von einer Art weißer Blutkörperchen, den B-Lymphozyten, synthetisiert.

Obwohl die allgemeine Struktur der Antikörper sehr ähnlich ist, ist eine kleine Region an der Spitze des Proteins variabel. Dieser Teil ist als hypervariable Region bekannt. Die große Vielfalt an Antikörpern ermöglicht es dem Immunsystem, viele Antigene zu erkennen.

Antikörper werden durch das erkannte Epitop in 5 Klassen unterteilt:

• IgG
• IgA
• IgM
• IgD
• IgE

Wichtige Antigen-Antikörper-Reaktionen

Neutralisationsreaktion

Das Antigen wird an den Antikörper gebunden und verliert dadurch seine negativen Auswirkungen auf den Körper.

Fällungsreaktion (Präzipitation)

Lösliche Antigene sind Makromoleküle, die mehrere antigene Determinanten aufweisen. Freie Antikörper binden an diese und bilden unlösliche Komplexe, die ausfallen (präzipitieren).

Agglutinationsreaktion

Diese Reaktion tritt auf, wenn Antikörper mit Antigenen reagieren, die sich auf der Oberfläche von Bakterien oder anderen Zellen befinden. Das Ergebnis ist die Bildung von Aggregaten dieser Zellen, die sedimentieren.

Opsonisierungsreaktion

Der Prozess, bei dem Antikörper an antigene Determinanten binden, die sich auf der Oberfläche von Keimen befinden. Dies begünstigt deren Phagozytose, da die Antikörper die Haftung an der Oberfläche der Phagozyten erleichtern.

Virus: Zusammensetzung und Klassifikation

Die Bestandteile eines Virus

Viren bestehen hauptsächlich aus zwei Arten von Molekülen:

• Nukleinsäure: Es kann DNA oder RNA sein, einzel- oder doppelsträngig.
• Proteine (Kapsomere): Sie bilden die Schutzhülle oder den Mantel (*Kapsid*), in dessen Inneren sich das genetische Material befindet.

Nach der Form des Viruskapsids unterscheidet man ikosaedrische, helikale (schraubenförmige) und komplexe Kapside.

Beispiele für Kapsid-Typen

• DNA-Viren (Helikal, Ikosaeder, Komplex): Tabakmosaikvirus, Herpes simplex, Pocken.
• RNA-Viren (Helikal, Ikosaeder, Komplex): Influenza, Röteln, Phagen.

Retroviren: Besonderheiten und Replikationszyklus

Ein Retrovirus besitzt RNA statt DNA als Genom. Es verwendet die Reverse Transkriptase, um die virale RNA in DNA umzuwandeln. Die daraus resultierende virale DNA fügt sich in die DNA der infizierten Zelle ein. Retroviren (wie HIV) sind umhüllte Viren mit unsicherer Symmetrie und verschiedenen Arten von Proteinen auf der Hülle.

Retroviren haben einen einzigartigen Replikationszyklus, da die genetische Information in RNA statt DNA kodiert ist. Sie enthalten eine DNA-abhängige RNA-Polymerase, welche die Synthese des viralen Genoms in Form von DNA nach der Infektion einer Wirtszelle steuert.

Phasen des Retrovirus-Zyklus

1. Das Virus wird über das Hüllprotein an CD4-Rezeptoren auf T4-Lymphozyten fixiert.
2. Die Virushülle fusioniert mit der Zellmembran, und das virale Nukleokapsid wird in die Zelle freigesetzt.
3. Das Kapsid bricht auf; die virale RNA und die Reverse Transkriptase werden freigesetzt.
4. Durch die Einwirkung der Reversen Transkriptase wird aus jeder viralen RNA ein doppelsträngiges DNA-Molekül des viralen Genoms synthetisiert.
5. Später werden Komponenten gebildet und montiert, wobei schließlich neue Viren durch Exozytose freigesetzt werden und Teil der T4-Zellmembran werden.

Die Spezifische Immunantwort

Die spezifische Immunantwort zeichnet sich dadurch aus, dass sie effektiv gegen die Antigene ist, gegen die sie eingeleitet und entwickelt wurde. Diese Art der Reaktion wird durch Lymphozyten und andere Zellen wie Makrophagen vermittelt.

Lymphozyten-Typen

Es gibt zwei Arten von Lymphozyten: B-Lymphozyten und T-Lymphozyten. T-Lymphozyten können wiederum T-Helferzellen (T_H) und zytotoxische T-Zellen (T_C) sein.

Humorale vs. Zelluläre Immunantwort

Die spezifische Immunantwort kann humoral oder zellulär sein. Obwohl die Trennung der beiden Arten nicht absolut ist, gilt im Allgemeinen:

• Humorale Antwort: Wenn B-Lymphozyten beteiligt sind (Antikörperproduktion).
• Zelluläre Antwort: Wenn T-Lymphozyten (T_H oder T_C) beteiligt sind.

Prionen und Viroide

Prionen

Infektiöse Proteine mit geringer Kapazität. Ein Prion ist verantwortlich für die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, die mit dem Rinderwahnsinn (BSE) in Verbindung gebracht wird.

Viroide

Infektiöse RNA-Fragmente, die Krankheiten bei Pflanzen verursachen, z.B. die Spindelknollenkrankheit der Kartoffel (Potato Spindle Tuber Viroid).