Bernhard
Peter
Kann
ein bißchen Eiweiß und Nukleinsäure so
böse sein? Aufbau des
HI-Virus
HIV
- ein
Retrovirus
Viren sind
allgemein subzelluläre
Strukturen, keine Zellen. Es handelt sich um verpackte
Informationen, die den Stoffwechsel einer Wirtszelle fehlsteuern
und zur eigenen Vermehrung mißbrauchen. Viren haben keine
Enzymsysteme zur Energiegewinnung, keinen
proteinsynthetisierenden Apparat, sie haben noch nicht einmal
einen eigenen Stoffwechsel. Vermehrung findet nur in fremden
Zellen und unter Inanspruchnahme des zellulären Stoffwechsels
des Wirtes statt. Viren erfüllen nicht die Kriterien
für
„Leben“ – sie sind eher als komplexes
Molekülaggregat aus den Mindestkomponenten
Nukleinsäuren und
Protein zu bezeichnen – „mehr“ nicht. Und
doch
finden sich unter den Viren die effektivsten Schädlinge
überhaupt, allen voran die HI-Viren. HI-Viren gehören
zu den
behüllten Viren mit einem konischen Kapsid und
zusätzlichen
Matrixproteinen, dazu bringen sie noch eigene Enzyme mit - eine
relativ luxuriöse Ausstattung für einen Virus.
HI-Viren sind
eher komplexe Retroviren und schematisch wie folgt aufgebaut:
Es gibt von HIV zwei Untertypen von HIV, HIV-1 und HIV-2. HIV-1 ist weitgehend in Europa und den USA verbreitet, HIV-2 ist eher das typische Virus für Afrika mit neuerdings auch verstärkter Ausbreitung in Indien. Beide sehen im elektronenoptischen Bild gleich aus und sind auch gleichermaßen pathogen, aber sie unterscheiden sich hinsichtlich der Molekulargewichte der einzelnen Eiweiße und der Anordnung der Gene auf der Erbinformation. Wegen des größeren Interesses für den deutschsprachigen Raum wird im folgenden der Aufbau von HIV-1 beschrieben.
Der
Aufbau
eines HIV-Virions
Ein
HIV-Virion hat ca. 100 nm
(0.1 µm oder 0.0001 mm) Durchmesser. Das eigentliche
Viruskapsid
ist von einer Hülle umgeben, die aus einer Lipid-Doppelschicht
besteht, wie sie jede Zelle hat, in die aber virustypische
Glycoproteine (glykosylierte Eiweiße) eingebaut sind, die wie
Spikes aus der Membran herausragen. Pro Virus sind das 72
Glykoprotein-Komplexe, die jeder ca. 10 nm groß sind. Ein
solcher Glykoproteinkomplex besteht aus einem
äußeren Teil, dem
sog. gp120, und einem inneren Teil, dem sog. gp41. gp120 ist nur
relativ lose mit gp41 und der Membran verbunden, so daß es
leicht spontan freigesetzt werden kann
(„shedding“). Da
die äußere Hülle des Virions durch
Abschnüren von einer Zelle
gebildet wird, enthält diese auch selektiv einige
Eiweiße, die
in der Membran der Wirtszelle vorkamen. Für die
Virusvermehrung
selbst sind diese Wirts-Proteine ohne Belang. Die Virushülle
wird innen durch Matrixproteine stabilisiert (p17). In dieser
Hülle befindet sich das eigentliche Viruskapsid (Core),
ebenfalls aus einem Eiweiß aufgebaut (p24) und von konischer
Gestalt, das zwei Kopien viraler RNA enthält. Die RNA ist an
ein
weiteres Eiweiß gebunden (p7). Im Core-Partikel sind auch die
viralen Schlüsselenzyme für die erfolgreiche
Vermehrung, die
Reverse Transkriptase, die Integrase und die Protease.
Noch einmal die Übersicht über die Proteine:
Organisation
der Erbinformation:
Die
Erbinformation des
HI-Virus kodiert noch ein paar Eiweiße mehr. Die Gene des
HIV-Virus enthalten drei Bereiche:
Dazu kommen noch akzessorische Gene (vif, vpu, vpr, tat, rev, nef), die nicht zwangsläufig für die Virus-Vermehrung notwendig sind und doch regulatorische Proteine für eine effiziente Virusvermehrung kodieren. Diese Eiweiße regeln das Ablesen der DNA, das „Budding“ neuer Viren und viele andere Begleitprozesse.
Zu beiden Seiten des Virus-Gens befindet sich eine sog LTR-Zone (long terminal repeat) – das sind die Schnittstellen, die beidseitig mit der DNA des Wirtes verbunden werden.
Literatur:
www.hiv.net
Fritz H. Kayser et. al., Medizinische Mikrobiologie, 11. Auflage,
Thieme Verlag ISBN 3-13-444811-4, S. 538-550
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