Unterscheidung von RNA- und DNA-Viren

Viren sind überall – und im Überfluss vorhanden. Virusinfektionen können ein leichtes Risiko für unsere Gesundheit wie eine Erkältung oder eine Bedrohung für unser Leben wie eine HIV-Infektion darstellen. Viren können nach ihrem genetischen Material gruppiert werden: DNA oder RNA. Beide Arten können Wirtsorganismen infizieren und Krankheiten verursachen. Die Art und Weise, wie DNA- und RNA-Viren Wirtszellen infizieren und die biochemische Maschinerie der Zelle übernehmen, ist jedoch unterschiedlich.

Viren sind kleine, nicht lebende Parasiten, die sich außerhalb einer Wirtszelle nicht vermehren können. Ein Virus besteht aus genetischer Information – entweder DNA oder RNA – die von einem Protein umhüllt ist. Ein Virus injiziert seine genetische Information in eine Wirtszelle und übernimmt dann die Kontrolle über die Maschinerie der Zelle. Dieser Prozess ermöglicht es dem Virus, Kopien seiner DNA oder RNA zu erstellen und die viralen Proteine ​​​​in der Wirtszelle herzustellen. Ein Virus kann schnell mehrere Kopien von sich selbst in einer Zelle erstellen, diese Kopien freisetzen, um neue Wirtszellen zu infizieren und noch mehr Kopien anzufertigen. Auf diese Weise kann sich ein Virus innerhalb eines Wirts sehr schnell vermehren.

Wie der Name schon sagt, verwenden DNA-Viren DNA als genetisches Material. Einige gängige Beispiele für DNA-Viren sind Parvovirus, Papillomavirus und Herpesvirus. DNA-Viren können sowohl Menschen als auch Tiere befallen und können von gutartigen Symptomen bis hin zu einem sehr ernsten Gesundheitsrisiko reichen.

DNA-Viren dringen in eine Wirtszelle ein, normalerweise wenn die Membran des Virus mit der Zellmembran verschmilzt. Der Inhalt des Virus dringt in die Zelle ein, wandert zum Zellkern und übernimmt die biochemische Maschinerie der Zelle für die DNA-Replikation und Transkription in RNA. Die RNA steuert die Bildung von Proteinen, die das Virus benötigt, um die virale DNA zu beschichten. Diese Beschichtung viraler DNA wird als Kapsid bezeichnet. Die Kapside sammeln sich in der Zelle an, bis die Zelle ihre Kapazität erreicht und aufplatzt, wodurch die neu gebildeten Viren freigesetzt werden, um neue Wirtszellen zu infizieren.

RNA-Viren, auch Retroviren genannt, besitzen RNA als genetisches Material. Einige Beispiele für Retroviren sind Hepatitisviren und HIV. Wenn diese Viren in eine Wirtszelle eindringen, müssen sie zunächst ihre RNA in DNA umwandeln. Dieser Prozess, der als reverse Transkription bezeichnet wird, ermöglicht es dem Virus, sein genetisches Material in die Wirtszelle zu injizieren und die biochemische Maschinerie des Wirts zu nutzen, ähnlich einem DNA-Virus.

Retroviren verwenden häufig ein Enzym namens Integrase, um die retrovirale DNA in das Genom der Wirtszelle einzufügen. Die Fähigkeit von Retroviren, diese DNA in die DNA der Wirtszelle zu integrieren, erhöht die Wahrscheinlichkeit, Krebs oder andere Krankheiten zu verursachen. Wenn beispielsweise die retrovirale DNA in die Mitte eines der Gene der Wirtszelle eingefügt wird, ist dieses Gen möglicherweise nicht mehr funktionsfähig, was zu einer Krankheit führt.

Für viele der häufiger vorkommenden DNA-Viren stehen Impfstoffe zur Verfügung. Diese Impfstoffe wirken, indem sie dem Patienten eine inaktive Form des Virus injizieren, normalerweise die Proteinhülle ohne die DNA. In Abwesenheit der DNA gibt es kein zu kopierendes genetisches Material und das Virus kann sich nicht replizieren. Wenn Patienten viralen Proteinen ausgesetzt werden, ist es jedoch wahrscheinlicher, dass ihr Immunsystem das Virus als fremd erkennt und es zerstört, bevor es die Wirtszellen infizieren kann.

Retroviren, die das biochemische System des Wirts zur Vermehrung nutzen, sind schwieriger zu behandeln. Die Behandlung dieser Viren beinhaltet typischerweise die Behandlung mit einem Medikament, das die Aktivität der reversen Transkriptase hemmt, dem Enzym, das retrovirale RNA in DNA umwandelt. Patienten mit retroviralen Infektionen wie HIV nehmen oft einen Cocktail aus vielen verschiedenen Arten von Medikamenten ein, die jeweils auf einen anderen Schritt im viralen Lebenszyklus abzielen.