Viren-2 Viren-2

Inhalt

1. Einleitung

2. Struktur

3. Infektion

4. Virusfamilien

Virusfamilien (Baltimore-Klassen) 1.

dsDNA

ssDNA

dsRNA

(+)ssRNA

(-)ssRNA

RNA-Viren

DNA-Viren

(+)ssRNA

dsDNA

RT-Viren

Hepadnaviren

Retroviren

Rhabdoviren

Orthomyxoviren

Picornaviren

Reoviren

Parvoviren

Poxviren

Papillomviren

Adenoviren

Herpesviren

ds: doppelsträngig (double-stranded)

Ss: einzelsträngig (single-stranded)

RT: reverse Transkriptase

(+): entspricht mRNA-Sequenz

(-): komplementär mit mRNA-Sequenz

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

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)

Herpes simplex Virus

- Struktur

Stachel

Tegument

Tegument

Kapsid

DNA

Hexon

Penton

Triplex

4.

Herpes simplex Virus

- Genom

5.

UL Region:

Mit mehreren viralen Genen

Adsorption und Penetration

Adsorption

Adsorption

Membranfusion

Penetration

Heparin-sulphat

Rezeptor (HCEM/TNF/NGF Familie))

VP16

Zellmembran

Virusmembran

6.

Transkription & Translation

Kodierende Sequenz

Transkriptionsaktivierung

IE Gen

IE Proteine E Proteine L Proteine

IE mRNA-s E mRNA-s L mRNA-s

Zelluläre RNA pol-II

DNA-replizierende Proteine

Vorkapsid

7.

Genomreplikation

Einladen

Replikationsgabel

Parentale DNA

Neue DNA

(Pfeil zeigt die Richtung der Synthese)

Konkatamer

Konkatamer

Schnitt/Einladen Signal

Vorkapsid

1.

2.

8.

Freisetzung

ZELLKERN

ZELLKERNMEMBRAN

ZYTOPLASMAMEMBRAN

ER Membranfusion

9.

Zusammenfassung

IE Proteine E Proteine L Proteine

IE mRNA-s E mRNA-s LmRNA-s

Zelluläre RNA pol-II

DNA-replizierende Proteine

Vorkapsid ZELLKERN

ER

Golgi

1. Adsorption

2. Penetration

3. Transkription

4. Translation

5. Genomreplikation

6. Zusammenbau

7. Freisetzung

10.

Latente Infektion

Produktive Infektion

Latente Infektion

Reaktivation

Periferiale Zellen

Fühlender Nerv

11.

Adenoviren

1994

Philip Sharp Für die Entdeckung von Splicing Reifes Virion

Adsorption

Pentone

Hexone Eindringen der DNA

ZYTOPLASMA

ZELLKERN

dsDNA

12.

Harald zur Hauser

Humanes Papillomvirus

Der Virus verursacht 50% von Gebährmutterhalskrebsfällen

Gebährmutterhals

2008

Papillomviren: dsDNA

Papillomviren

dsDNA

13.

Poxviren

Äussere Membran

Innere Membran

Kern

Kernwand

DNA

Virale Enzyme

dsDNA

14.

Pocken

Parvoviren

ssDNA

Kapsid (-)ssDNA

Gene der nicht-struktur Proteine Gene der Kapsidproteine

14.

Parvoviren

Den Infektionsmechanismus müssen Sie nicht lernen!

15.

Reoviren 1. 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)

Krankheit: Gastroenteritis bei Menschen (Rotaviren)

Den Infektionsmechanismus müssen Sie nicht lernen!

16.

Picornaviren 17.

Rhinovirus

Poliovirus Poliomyelitis

Picornavirus

Eiserne Lunge

Paralyse

18.

ORF

IRES

An

Picornaviren (+)ssRNA

19.

Picornaviren

Protease

Intermolekülärer Schnitt

Myristoylgruppe

ATPase RNA pol

Poliprotein

Virale RNA

Kapsidproteingene Gene der nicht-struktur Proteine + VPg Gen

myr

myr

20.

Den Infektionsmechanismus müssen Sie nicht lernen!

Orthomyxoviren

Influensaviren

HA (Hämagglutinin)

NA (Neuraminidase)

Lipiddoppelschicht

M2 Matrixproteine

M2 Ionkanäle

21.

N Stachel (Neuraminidase)

Hülle

Matrixprotein

Nukleokapsidprotein

RNA H Stachel

(Hämagglutinin)

Influensaviren 21.

Influensaviren

Zellkern

Ribosomen

Translation Transkription

Splicing

RNA Replikation

ZELLE

VIRION

HA NA

HA NA

(-)ssRNA

22.

Influensaviren 23.

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

Influensaviren

Epidemischer Stamm

Pandemischer Stamm

Antigenshift: Erscheinung von neuen Kombinationen

Antigendrift: Das Antigen ändert sich nach Mutation

Influensaviren

Lunge Lunge

Luftröhre

Nase Mund

24.

Luftröhre

Nase Mund

Rhabdoviren 25.

Rhabdoviren

Tollwutvirus

Neurone

Haut Speicheldrüse

Membran

RNA

GENOM

(-)ssRNA

26.

Retroviren

Gene gag group-specific antigen (gruppenspezifisches Antigen) pol Polymerase env envelope (Hülle)

Proteine CA capsid (Kapsid) IN Integrase MA Matrix NC Nukleokapsid PR Protease RH Ribonuclease H RT reverse Transkriptase SU Oberflächenglükoprotein TM 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

27.

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

Lebenszyklus der Retroviren

Reverse Transkription Komplex

Prä-Integrationskomplex

Provirus

Zelluläre pol-II

Nachkommegenom

CHROMOSOM

ZELLKERN ZYTOPLASMA

Golgi

ER

mRNA

(+)ssRNA

28.

HIV 5 Millionen neue Infektionen/Jahr 3 Millionen Todesfälle/Jahr

29.

p2

Akzessorische Proteine Funktion Tat Transkriptionsfaktor Rev späte Genexpression Nef schützt vor dem Immunsystem Vif verhindert den Einbau der schädigenden Proteine ins Virion Vpr hilft Prä-Integration Vpu Freisetzung

HIV-1

Einfacher Retrovirus

Komplexer Retrovirus (HIV)

HIV

30.

Matrixprotein

RT Molekül RNA Genom

Virushülle

Proteinkapsid Hüllenstachel

HIV Diploides RNA Genom

31.

Adsorption und Penetration

Zielpunkte des Virus sind die CD4+ T Zellen

(co-receptor)

Chemokinrezeptor (Ko-Rezeptor)

RT Komplex

32.

HIV gp 120 Protein

CD4-Bindungsstelle

Aminosäure

Veränderliche Domäne

Oligosaccharid

Reverse Transkription und Integration

RT Komplex

Präintegrationskomplex

Mikrotubuli

RNA

DNS

ZELLKERN

Provirus Chromosom

ZYTOPLASMA

33.

Frühe Genexpression

ZELLKERN

ZYTOPLASMA

zelluläre RNA pol-II

Provirus

Myristoyl Gruppe

Myristinsäure: saturierte Fettsäure mit der Formel: CH3(CH2)12COOH

Genomlange RNA

Einmal gesplicete RNA

Mehrmals gesplicete RNA

34.

Rolle von tat und rev Tat: wirkt als Transkriptionsfaktor, aber auf die RNA! In der Abwesenheit von Tat werden die RNA-s nicht vervollständigt

Rev: Wechsel von der frühen in die Richtung der späten Genexpression

ZELLKERN

Provirus

Genomlange RNA

Einmal gesplicete RNA

Mehrmals gesplicete RNA

35.

tat rev

Nötig für Transaktivation

NLS NLS NES

TAR (transactivation response element) RRE (Rev response element)

Reich an Arg

Reich an Leu

36.

Späte Genexpression

Genomlange RNA

Einmal gesplicete RNA

Raues ER

Myristoyl- gruppe

37.

Leseraster 1 Leseraster 3

Zusammenbau und Freisetzung

Nachkommegenome

Myristoylgruppe

Plasmamembran

38.

HIV

RNA Reverse Transkriptase

Zellkern

virale RNA

virale RNA

Virusproteine

WirtsDNA

DNA (doppelsträngig)

DNA (einzelsträngig)

virale RNA

Virion

Zusammenfassung 39.

Virale DNA

T Lymphozyte

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

40. Zusammenfassung

Variabilität des HIV Genoms 41.

1. Antigendrift: hohe Mutationrate der RT

2. Antigenshift: Rekombination zwischen HIV-1 Populationen

Howard Temin

NOBELPREIS UND DEBATTE

1975

Für die DNA-Provirus Hypothese

Françoise Barré-Sinoussi Luc Montagnier

Für die Entdeckung von HIV

2008

Robert Gallo

42.

VERBREITUNG (HIV)

Vorkommen

Keine Angabe

43.

Hepadnaviren 50 Millionen neue HBV Infektionen/Jahr 1 Millionen Todesfälle/Jahr

HBV: Hepatitis B Virus

44.

Hepadnaviren

(-)DNA

Kappe an der RNA

Membran

Kapsid

HBV: Hepatitis B Virus

45.

BAKTERIOPHAGEN

1969

Max Delbrück Alfred Hershey Salvador Luria

Für die Entdeckung der Replikation und genetischer Struktur der Viren

Die Erforschung der Bakteriophagen hat bedeutend zum Kennenlernen der Natur des Erbmaterials beigetragen.

46.

ÜBERGANG ZWISCHEN ZELLE UND VIRUS?

RIESIGE VIREN: DIE MIMIVIREN

47.

Mimivirus

Apophysen der Virushülle

Erbmaterial vom Riesenvirus

Kapsid

Membranhüllen innerhalb des Kapsids

VIROPHAGEN

Sputnik-Virus lebt im Mimivirus und Mamavirus

Auch AAV ist ein Parasit von anderen Viren, lebt aber nicht innerhalb dem Wirtvirus!

Sputnik-virus

Der Sputnik-Virus wird innerhalb der Mimiviren zusammengebaut

48.

Viren im Ozean

70% der Genome von im Ozean lebenden Viren ist unbekannt

49.

PRIONE (KEINE VIREN!)

Endogenes PrPc

Wechselwirkung zwischen PrPc und PrPsc

Umsetzung von PrPc in PrPsc

Anhäufung von PrPsc

Herausbildung von PrPsc 1.Spontan (mit oder ohne Mutation) 2.Genetisch vererbt 3.Durch Infektion

50.