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Retroviren

Virus-Partikel bestehen generell aus einer Nucleinsäure (DNA oder RNA) und einer sie umgebenden Proteinhülle. Die Proteinhülle wird als Capsid, die Einheit von Capsid und Erbmaterial als Nucleocapsid bezeichnet. Zusätzlich kann das Nucleocapsid von einer Hüllmembran (Virushülle) umgeben sein. Das Capsid besteht ebenfalls aus Untereinheiten, den Capsomeren und ist meist symmetrisch aufgebaut. Viele kugelförmig erscheinenden Viren sind Polyeder. Die bevorzugte Polyederform ist das Eikosaeder (Zwanzigflächner), ein von 20 gleichseitigen Dreiecken begrenzter Körper mit 12 Ecken.
Retroviren gehören zu den Eikosaedern mit zusätzlicher Hüllmembran und enthalten ein einzelsträngige, positiv geladenes RNA-Genom. Die Bezeichnung Retroviren bezieht sich auf die Beteiligung der reversen Transkriptase – eine virusspezifische DNA-abhängige DNA-Polymerase – an ihrer Vermehrung. Die Vermehrung der eigentlich nicht infektiösen RNA dieser Viren erfolgt nämlich nicht nur durch die bloße Verdoppelung des vorhandenen Erbmaterials, sondern durchläuft zunächst die Transkription in eine doppelsträngige DNA, die anschließend in ein Chromosom der Wirtszelle integriert wird.
Retroviren sind unter Menschen und Tieren weit verbreitet und können Gene besitzen, die nach Integration in die Wirts-DNA onkogene Wirkung zeigen. Zu den Retroviren gehört beispielsweise das HI-Virus. Des Weiteren sind sie auch an der Tumorbildung bei Tieren beteiligt.

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Reverse Transkriptase Onkoviren

Die Begrifflichkeit RETRO (REverse TRanskriptase Onkoviren) lässt sich auch als Umkehrung des molekulargenetischen Dogmas interpretieren. Denn mit Ausnahme der Retroviren läuft bei allen anderen Organismen die Transkription ausschließlich in Richtung „DNA nach RNA“ ab.
Ein Retrovirus ist ein Virus, dessen Erbinformation (Genom) als RNA vorliegt. Wenn das Virus diese RNA in die zu befallende Zelle eingebracht hat, muss die RNA erst in das „Format“ der Erbinformation der Wirtszelle, Desoxyribonucleinsäure (DNA), umgewandelt werden. Dazu bringt das Virus ein Enzym mit, die reverse Transkriptase. Diese übersetzt die RNA des Virus zunächst in einen DNA-Strang, der nach Replikation desselben in das Genom der Wirtszelle eingebaut werden kann. Da dieser Prozess der reversen Transkription relativ ungenau verläuft, erfolgen häufig Mutationen der Viren. Diese ermöglichen wiederum eine schnelle Anpassung des Virus an antivirale Medikamente und damit eine schnelle Ausbildung von Resistenzen. Auch die bisher wenig erfolgreiche Entwicklung von Impfstoffen (z. B. gegen HIV – human immunodeficiency virus) lässt sich auf die hohe Wandelbarkeit der Retroviren zurückführen.

Bei den Retroviren handelt es sich um eine Familie der RNA-Viren mit einzelsträngigem RNA-Molekül und komplexer Innenstruktur (und als gereinigte Virionen mit nachweisbarer reverser Transkriptase). Momentan wird diese Familie in die sieben Gattungen: Alpharetrovirus, Betaretrovirus, Gammaretrovirus, Deltaretrovirus, Epsilonretrovirus, Lentivirus und Spumavirus eingeteilt. Die fünf erstgenannten Gattungen enthalten RNA-Tumorviren, die in ihren Wirten verschiedene Tumore, vor allem Sarkome und Leukämie, erzeugen. Spumaviren konnten bislang noch nicht mit bestimmten Erkrankungen in Verbindung gebracht werden. Zu den Lentiviren gehören Viren, die beim Menschen (HIV), bei Katzen (FeLV), bei Rindern (BIV), bei Affen (SIV) und bei Schafen (Visna/Maedi-Virus) Erkrankungen hervorrufen.

Struktur des Virus

Die Hülle der Retroviren (Envelope) entsteht aus der Zellmembran der Virus produzierenden Wirtszelle und enthält zusätzlich das virale Hüllprotein, das aus einem Transmembranprotein (TM) und einem an der Außenseite der Virushülle an das TM-Protein gekoppelten Oberflächenprotein (Surface) besteht. Letzteres interagiert spezifisch mit dem Virusrezeptor an der Oberfläche der Zielzelle und vermittelt die endocytotische Aufnahme. Die Lipoproteinhülle enthält ca. 8 nm lange Oberflächenfortsätze.
Im Inneren des Virus befinden sich neben dem dominierenden Capsid noch Matrixproteine und Proteasen. Innerhalb des Capsids sind die beiden RNA-Moleküle als genomischer Speicher sowie die Enzyme Reverse Transkriptase und Integrase lokalisiert. Außerdem verfügt das Virus über eigene tRNA Moleküle.
Der Durchmesser eines Retrovirus beträgt ca. 80-100 nm.

Aufbau des Genoms

Das Retrovirusgenom besteht aus 2 identischen einzelsträngigen Plusstrang-RNA-Molekülen, die am 5'-Ende eine Cap-Struktur haben und am 3'-Ende polyadenyliert sind, also die gleiche Struktur wie die prozessierte mRNA der Eukaryoten aufweisen. Die Länge variiert zwischen 7-11 kB. Bei den komplexeren Retroviren kommen zusätzlich zu den Genen gag (group-specific antigen), pro (Virion-Protease), pol (Reverse Transkriptase, Integrase) und env (Glykoproteine der Virushülle) noch Gene vor, die für regulatorische und akzessorische Proteine kodieren.

Besonderheiten des Genoms

  • Retroviren sind die einzigen Viren, die diploid angelegt sind.
  • Sie sind die einzigen RNA-Viren, die nur von den wirtseigenen Transkriptions-Enzymen übersetzt und neusynthetisiert werden.
  • Sie sind die einzigen Viren, die eine spezifische zelluläre RNA (tRNA) benötigen.
  • Sie sind die einzigen plusstrangorientierten Viren, bei denen das Genom nicht sofort als Matrize (mRNA) bei der Infektion benutzt werden kann.

Vermehrungsstrategie

Die Vermehrung der Retroviren findet in folgenden Schritten statt:
Adsorption (1): Zunächst heften sich Viruspartikel an Rezeptoren auf der Zelloberfläche des Wirts. Unmittelbar darauf kommt es zur Fusion von Virushülle und Plasma.

Infektion – Endocytose (2+3): Bei der Infektion verschmilzt die Hüllmembran des Virus mit der Plasmamembran der Zielzelle und der Kern des Capsids gelangt ins Cytoplasma.

Reverse Transkription (4): Im freigesetzten Nucleocapsid findet nun die Umwandlung der RNA in ein RNA/DNA-Hybrid und nachfolgend in die doppelsträngige Provirus-DNA durch die im Virion enthaltene Reverse Transkriptase statt. Als Primer dienen spezielle tRNAs. Die Provirus-DNA unterscheidet sich von der Virus-RNA durch lange Sequenzwiederholungen an beiden Molekülenden.

Integration (5): Die gebildete Provirus-DNA wird ins Genom der Wirtszelle integriert, wo sie für einen längeren Zeitraum inaktiv verbleiben kann. Für diesen Prozess ist die virale Integrase verantwortlich.

Transkription (6+7): Kommt es zur Virusvermehrung, wird zunächst der dem Virusgenom entsprechende DNA-Abschnitt durch Enzyme der Wirtszelle transkribiert. Dabei dient die integrierte Provirus-DNA als Vorlage zur Produktion von mRNAs und neuen Genom-RNAs durch die zelluläre RNA-Polymerase.

Translation und Verpackung (8+9): Es entstehen Polyproteine, die in die Plasmamembran integriert werden und aus denen durch proteolytische Spaltung reife Proteine entstehen. Das Zusammenfügen der Capside findet entweder an der Plasmamembran oder als intracytoplasmatische Partikel statt.

Reifung und Knospung – Exocytose (10): Die Freisetzung der neuen Viruspartikel erfolgt durch Knospung an der Plasmamembran. Mit der Abschnürung der neuen Viren ist der Zyklus beendet.

  • Vermehrungszyklus bei Retroviren
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Retroviren." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/biologie-abitur/artikel/retroviren (Abgerufen: 10. July 2025, 05:12 UTC)

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Das Gesundheitssystem in der BRD ist nach solidarischen Maßstäben angelegt. Das bedeutet, nicht jeder muss für seine medizinische Betreuung selbst aufkommen, sondern Krankenkassen oder -versicherungen übernehmen nach Einzahlung einer Pauschale sämtliche Kosten. Durch massive Veränderungen in der Bevölkerungsstruktur kann diese Struktur nicht mehr uneingeschränkt funktionieren, sodass Neuerungen im Versicherungssystem unausweichlich sind. Seit Mitte der 80er-Jahre überlegen Politiker und Versicherer, welche Maßnahmen zur Verbesserung der Finanzlage getroffen werden können, ohne Ärzte und Patienten unzumutbar zu belasten und das solidarische Prinzip aufzuheben.

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