Viren: Aufbau, Lebenszyklus, Krankheiten und Klassifizierung

Viren: Aufbau, Lebenszyklus und Krankheiten

Ein Virus ist eine biologische Einheit, die eine Wirtszelle zur Reproduktion benötigt. Jeder Viruspartikel oder Virion ist ein potenziell infektiöses Agens, das aus einem Kapsid (einer Proteinhülle) um die Nukleinsäure (entweder DNA oder RNA) besteht. Die Form des Kapsids kann einfach (z.B. helikal), ikosaedrisch (polyedrisch oder annähernd kugelförmig) oder komplex sein, oft bestehend aus einem Kopf und einem Schwanz. Diese Struktur kann wiederum von einer viralen Hülle umgeben sein, einer Lipidschicht mit verschiedenen Proteinen, je nach Virustyp.

Der Lebenszyklus eines Virus ist immer auf die metabolische Maschinerie der infizierten Zelle angewiesen, um sein genetisches Material zu replizieren und so viele Kopien des ursprünglichen Virus zu produzieren. In diesem Prozess liegt die zerstörerische Kraft der Viren, da sie die Zelle schädigen oder sogar zerstören können. Viren können Eukaryoten (wie Pflanzen, Tiere, Pilze oder Protozoen) oder Prokaryoten infizieren (in diesem Fall werden sie Bakteriophagen oder einfach Phagen genannt). Einige Viren benötigen ungewöhnliche Enzyme, die sie als Teil ihrer Ausstattung in ihr Kapsid integrieren.

Biologen haben Viren als Organismen am Rande des Lebens beschrieben, an der Grenze zwischen lebender und inerter Materie. Virusinfektionen bei Mensch und Tier führen in der Regel zu einer Immunantwort des befallenen Organismus und können oft Krankheit oder sogar den Tod verursachen. Zu den bekannten Krankheiten gehören die Erkältung, die Grippe, Windpocken, Masern, Hepatitis B, Gelbfieber, Tollwut, AIDS und viele weitere. Oft wird das Virus vollständig vom Immunsystem eliminiert.

Antibiotika, die zur Bekämpfung von Bakterien entwickelt wurden, haben keinen Einfluss auf Viren. Es wurden jedoch antivirale Medikamente zur Behandlung von Virusinfektionen entwickelt. Impfstoffe können virale Infektionen verhindern, indem sie eine lang anhaltende Immunität erzeugen.

Merkmale von Viren

Viren besitzen keine Organellen und vor allem keine metabolische Autonomie, weshalb sie nicht als Zellen betrachtet werden. Ihr Lebenszyklus hat zwei Phasen: eine extrazelluläre, die metabolisch inaktiv ist, und eine intrazelluläre, die reproduktiv ist. Die charakteristischen Merkmale von Viren lassen sich in drei Hauptaspekten zusammenfassen:

• Ihre Größe
• Ihre Kristallisierbarkeit
• Die Tatsache, dass sie obligate intrazelluläre Parasiten sind

Diese drei Aspekte positionieren Viren an der Grenze zwischen dem Lebendigen und dem Unbelebten.

Größe von Viren

Viren haben eine geringe Größe, typischerweise zwischen 0,02 und 0,3 Mikrometer (µm). Da sie kleiner als Bakterien sind, können sie Filter passieren, die Bakterien zurückhalten.

Klassifizierung von Viren

Viren können je nach der Art der Organismen, die sie befallen, in verschiedene Gruppen eingeteilt werden:

• Phytophage: Viren, die Pflanzen angreifen und verschiedene Krankheiten verursachen.
• Zoophage: Viren, die Tiere angreifen.
• Dermatrope: Viren, die die Haut befallen (z.B. Windpocken, Herpes, Masern).
• Respiratorische Viren: Viren, die die Atemwege befallen (z.B. Grippe, Lungenentzündung).
• Viszerotrope: Viren, die innere Organe befallen (z.B. virale Hepatitis).
• Bakteriophagen: Viren, die Bakterien infizieren. Diese Kategorie ist von großem Interesse, da sie zahlreiche Experimente ermöglicht hat, die viele Unbekannte im Bereich der Molekulargenetik aufklären konnten.

Protozoen-Parasiten

Protozoen-Parasiten sind einzellige Organismen, die einen komplexen Stoffwechsel aufweisen. Sie ernähren sich von festen Nährstoffen, Algen und Bakterien in mehrzelligen Organismen wie Menschen und Tieren. Sie treten oft in Form von Zysten oder Eiern auf. Zum Beispiel werden die Zysten von Cryptosporidium und Giardia-Eier in Gewässern durch fäkale Kontamination verbreitet.