Inhalt. 1. Einleitung 2. Struktur 3. Infektion 4. Virusfamilien

Transkript

1 Viren-2

2 Inhalt 1. Einleitung 2. Struktur 3. Infektion 4. Virusfamilien

3 Virusfamilien (Baltimore-Klassen) 1. Herpesviren Adenoviren dsdna Papillomviren DNA-Viren Poxviren ssdna Parvoviren dsrna Reoviren RNA-Viren (+)ssrna Picornaviren ds: doppelsträngig (double-stranded) Ss: einzelsträngig (single-stranded) RT: reverse Transkriptase (+): entspricht mrna-sequenz (-): komplementär mit mrna-sequenz RT-Viren (-)ssrna (+)ssrna Orthomyxoviren Rhabdoviren Retroviren dsdna Hepadnaviren

4 Herpesviren 2. WÖRTERBUCH: Hosts: mammals, birds, cold-blooded animals - Wirt: Säugern, Vögel, kaltblutige Tiere Diseases: cold sore, chicken pox, shingles - Krankheiten: Mundherpes, Windpocken, Gürtelrose Enveloped - gehüllt Icosahedral - Ikosaeder Diameter - Durchmesser

5 Herpesviren 3. Herpes simplex Virus Typ 1 (HSV-1) Herpes simplex Virus Typ 2 (HSV-2) Varicella-zoster Virus (VZV) Human Zytomegalovirus (HCMV) Epstein-Barr Virus (EBV)

6 Herpes simplex Virus - Struktur 4. Stachel Tegument DNA Tegument Kapsid Hexon Triplex Penton

7 Herpes simplex Virus - Genom 5. U L Region: Mit mehreren viralen Genen

8 Adsorption und Penetration 6. Adsorption Virusmembran Adsorption Heparin-sulphat Zellmembran Membranfusion Rezeptor (HCEM/TNF/NGF Familie)) Penetration VP16

9 Transkription & Translation 7. IE Proteine E Proteine L Proteine Transkriptionsaktivierung Kodierende Sequenz IE Gen IE mrna-s E mrna-s L mrna-s Zelluläre RNA pol-ii DNA-replizierende Proteine Vorkapsid

10 Genomreplikation Einladen 8. Replikationsgabel Vorkapsid Konkatamer Schnitt/Einladen Signal Konkatamer Parentale DNA Neue DNA (Pfeil zeigt die Richtung der Synthese)

11 Freisetzung ZYTOPLASMAMEMBRAN 9. ZELLKERN ZELLKERNMEMBRAN ER Membranfusion

12 Zusammenfassung IE Proteine E Proteine L Proteine 1. Adsorption 2. Penetration 3. Transkription 4. Translation 5. Genomreplikation 6. Zusammenbau 7. Freisetzung 10. IE mrna-s E mrna-s LmRNA-s Zelluläre RNA pol-ii ZELLKERN Vorkapsid DNA-replizierende Proteine ER Golgi

13 Latente Infektion 11. Produktive Infektion Reaktivation Periferiale Zellen Fühlender Nerv Latente Infektion

14 12. Adenoviren 1994 Reifes Virion Philip Sharp Für die Entdeckung von Splicing ZYTOPLASMA Pentone Adsorption Hexone Eindringen der DNA ZELLKERN dsdna

15 Papillomviren 13. Humanes Papillomvirus Harald zur Hauser Der Virus verursacht 50% von Gebährmutterhalskrebsfällen Papillomviren: dsdna 2008 Gebährmutterhals dsdna

16 Poxviren 14. Pocken Äussere Membran Innere Membran Kernwand Kern DNA Virale Enzyme dsdna

17 Parvoviren 14. Kapsid (-)ssdna ssdna Gene der nicht-struktur Proteine Gene der Kapsidproteine

18 Parvoviren 15. Den Infektionsmechanismus müssen Sie nicht lernen!

19 Reoviren Adsorption 2. Penetration 3. Transkription (E und L) 4. Translation (E und L) 5. Genomreplikation 6. Zusammenbau 7. Freisetzung Respiratory (Atmungs-) Enteric (Darm) Orphan (Waise = nicht bekannt) Den Infektionsmechanismus müssen Sie nicht lernen! Krankheit: Gastroenteritis bei Menschen (Rotaviren)

20 Picornaviren 17. Rhinovirus

21 Picornavirus 18. Poliovirus Poliomyelitis Eiserne Lunge Paralyse

22 Picornaviren 19. (+)ssrna ORF A n IRES

23 Picornaviren 20. Virale RNA Kapsidproteingene Gene der nicht-struktur Proteine + VPg Gen Poliprotein myr myr ATPase RNA pol Protease Intermolekülärer Schnitt Myristoylgruppe Den Infektionsmechanismus müssen Sie nicht lernen!

24 Orthomyxoviren 21. Influensaviren HA (Hämagglutinin) NA (Neuraminidase) M2 Ionkanäle Lipiddoppelschicht M2 Matrixproteine

25 Influensaviren 21. N Stachel (Neuraminidase) Hülle Matrixprotein Nukleokapsidprotein H Stachel (Hämagglutinin) RNA

26 Influensaviren (-)ssrna 22. VIRION Zellkern Ribosomen Translation Transkription Splicing RNA Replikation HA NA ZELLE HA NA

27 Influensaviren 23. Influensaviren Antigendrift: Das Antigen ändert sich nach Mutation Epidemischer Stamm Pandemischer Stamm Antigenshift: Erscheinung von neuen Kombinationen Antigendrift: hohe Mutationsrate, da die RNA-abhängige RNA-Polymerase keine Korrekturlese- und Reparaturfunktion hat Antigenshift (Verschiebung): wird von dem Austausch der Genomsegmente verursacht, wenn zwei unterschiedliche Virenstämme die gleiche Zelle infizieren

28 Influensaviren 24. Lunge Nase Mund Luftröhre Lunge Nase Mund Luftröhre

29 Rhabdoviren 25.

30 Rhabdoviren 26. (-)ssrna Tollwutvirus Haut Speicheldrüse RNA Membran GENOM Neurone

31 Retroviren 27. Gene gag pol env Proteine CA IN MA NC PR RH RT SU TM group-specific antigen (gruppenspezifisches Antigen) Polymerase envelope (Hülle) capsid (Kapsid) Integrase Matrix Nukleokapsid Protease Ribonuclease H reverse Transkriptase Oberflächenglükoprotein Transmembranglükoprotein Nicht-kodierende Sequenzen PBS primer-binding site (Primerbindungsstelle) R repetitive (wiederholende) Sequenz U3 individuelle (unique) Sequenz am 3 Ende des Genoms U5 individuelle (unique) Sequenz am 5 Ende des Genoms

32 Lebenszyklus der Retroviren (+)ssrna 28. Prä-Integrationskomplex ZYTOPLASMA Reverse Transkription Komplex ZELLKERN ER Golgi 1. Adsorption 2. Penetration 3. Reverse Transkription 4. Transkription 5. Translation 6. Genomreplikation 7. Zusammenbau 8. Freisetzung Provirus CHROMOSOM Zelluläre pol-ii mrna Nachkommegenom

33 29. HIV 5 Millionen neue Infektionen/Jahr 3 Millionen Todesfälle/Jahr

34 HIV Akzessorische Proteine Funktion Tat Rev Nef Vif Vpr Vpu Transkriptionsfaktor späte Genexpression schützt vor dem Immunsystem verhindert den Einbau der schädigenden Proteine ins Virion hilft Prä-Integration Freisetzung 30. p2 Komplexer Retrovirus (HIV) HIV-1 Einfacher Retrovirus

35 31. HIV Diploides RNA Genom Hüllenstachel Proteinkapsid Virushülle RT Molekül RNA Genom Matrixprotein

36 Adsorption und Penetration 32. Zielpunkte des Virus sind die CD4+ T Zellen HIV gp 120 Protein CD4-Bindungsstelle Chemokinrezeptor (Ko-Rezeptor) (co-receptor) RT Komplex Aminosäure Veränderliche Domäne Oligosaccharid

37 Reverse Transkription und Integration 33. RNA RT Komplex Mikrotubuli ZYTOPLASMA DNS Präintegrationskomplex ZELLKERN Provirus Chromosom

38 ZELLKERN zelluläre RNA pol-ii Provirus 34. Genomlange RNA Einmal gesplicete RNA Mehrmals gesplicete RNA ZYTOPLASMA Myristoyl Gruppe Frühe Genexpression Myristinsäure: saturierte Fettsäure mit der Formel: CH 3 (CH 2 ) 12 COOH

39 Rolle von tat und rev Tat: wirkt als Transkriptionsfaktor, aber auf die RNA! In der Abwesenheit von Tat werden die RNA-s nicht vervollständigt 35. Rev: Wechsel von der frühen in die Richtung der späten Genexpression ZELLKERN Provirus Genomlange RNA Einmal gesplicete RNA Mehrmals gesplicete RNA

40 tat rev 36. Nötig für Transaktivation NLS NLS NES TAR (transactivation response element) RRE (Rev response element) Reich an Arg Reich an Leu

41 Späte Genexpression 37. Leseraster 1 Leseraster 3 Raues ER Einmal gesplicete RNA Genomlange RNA Myristoylgruppe

42 Zusammenbau und Freisetzung 38. Plasmamembran Nachkommegenome Myristoylgruppe

43 Zusammenfassung 39. RNA Reverse Transkriptase HIV T Lymphozyte virale RNA DNA (einzelsträngig) DNA (doppelsträngig) Zellkern Virale DNA WirtsDNA virale RNA virale RNA Virusproteine Virion

44 Zusammenfassung 1. Adsorption 2. Penetration 3. Reverse Transkription 4. Transkription 5. Translation 6. Genomreplikation 7. Zusammenbau 8. Freisetzung 40.

45 Variabilität des HIV Genoms Antigendrift: hohe Mutationrate der RT 2. Antigenshift: Rekombination zwischen HIV-1 Populationen

46 NOBELPREIS UND DEBATTE 42. Howard Temin 1975 Für die DNA-Provirus Hypothese 2008 Françoise Barré-Sinoussi Luc Montagnier Für die Entdeckung von HIV Robert Gallo

47 VERBREITUNG (HIV) 43. Vorkommen Keine Angabe

48 Hepadnaviren 44. HBV: Hepatitis B Virus 50 Millionen neue HBV Infektionen/Jahr 1 Millionen Todesfälle/Jahr

49 Hepadnaviren 45. Membran Kapsid (-)DNA Kappe an der RNA HBV: Hepatitis B Virus

50 46. BAKTERIOPHAGEN Die Erforschung der Bakteriophagen hat bedeutend zum Kennenlernen der Natur des Erbmaterials beigetragen. Max Delbrück Alfred Hershey Salvador Luria Für die Entdeckung der Replikation und genetischer Struktur der Viren 1969

51 ÜBERGANG ZWISCHEN ZELLE UND VIRUS? RIESIGE VIREN: DIE MIMIVIREN 47. Apophysen der Virushülle Erbmaterial vom Riesenvirus Membranhüllen innerhalb des Kapsids Kapsid Mimivirus

52 48. VIROPHAGEN Sputnik-Virus lebt im Mimivirus und Mamavirus Sputnik-virus Der Sputnik-Virus wird innerhalb der Mimiviren zusammengebaut Auch AAV ist ein Parasit von anderen Viren, lebt aber nicht innerhalb dem Wirtvirus!

53 49. Viren im Ozean 70% der Genome von im Ozean lebenden Viren ist unbekannt

54 PRIONE (KEINE VIREN!) 50. Endogenes PrP c Herausbildung von PrP sc 1.Spontan (mit oder ohne Mutation) 2.Genetisch vererbt 3.Durch Infektion Wechselwirkung zwischen PrP c und PrP sc Umsetzung von PrP c in PrP sc Anhäufung von PrP sc