Mikrobiologie 1.5
Mikrobiologie UI13 ZHAW Wädenswil 1. Semester Lernziele 10 -11
Mikrobiologie UI13 ZHAW Wädenswil 1. Semester Lernziele 10 -11
Erkläre was ein Virus ist.
Ein Virus ist ein genetisches Element mit einem Genom aus DNA oder RNA.Viren kann man als genetische Parasiten betrachten oder als eine Gruppe von Genen mit der Fähigkeit, eine Zelle zu verlassen, in eine neue Zelle einzudringen und sich dort zu vermehren.
Wieso sind Viren keine Lebewesen?
Leben ist eine Kombination zahlreicher Eigenschaften. Folgende Eigenschaften fehlen bei Viren:
- Aus mind einer Zelle bestehend
- Wachstumsfahig
- Stoffwechsel
- Bnötigt Energie
- Individualität
- Verletzungen heilen
Sizziere ein Virion.
x
Erkläre die Adsoption der Virionreplikation.
Die Adsorption der Viren an die Zelloberfläche erfolgt spezifisch. Nach zufälligem Zusammentreffen von Viruspartikel mit einer Zelle kann durch Erkennen spezifischer Rezeptoren auf der Zelloberfläche das Virus mit dem Kapsid bzw. der Hülle binden.
Erkläre die Begriffe Penetration und Uncoating der Virionreplikation.
Nach der Adsorption wird das Virion entweder durch Pinozytose in die Zelle aufgenommen oder bei behüllten Viren kann die Hülle mit der Zellmembran fusionieren. Das Uncoating, d.h. das Freisetzen der viralen Nukleinsäure aus dem Kapsid, wird offenbar durch zelleigene Enzyme durchgeführt. Die Viren verlieren jetzt ihre Infektiosität. Bei gewissen Bakteriophagen gelangt die Phagennucleinsäuredurch Injektion ins Zytoplasma.
Erkläre den Begriff Virusreproduktion der Virionreplikation.
Nach dem Eindringen der viralen Nukleinsäure in die Zelle folgt die sog. Latenzperiode, in der die Virusreproduktion erfolgt. Einerseits enthält die virale Nukleinsäure die Information für die Produktion von Virusbestandteilen bzw. für Enzyme, die nötig sind für die Virusreplikation, anderseits muss die Virus-Nukleinsäure vermehrt werden (Replikation). Die Zelle stellt ihren Stoffwechsel auf die Virusproduktion um.
Erkläre den Begriff Virusreifung der Virionreplikation.
Die Virusreifung umfasst den Zusammenbau der viralen Kapsidproteine und der Virusgenome zu neuen infektiösen Partikel. Dieser Zusammenbau erfolgt spontan und wird deshalb auch als Self-Assembly (Selbstassemblierung) bezeichnet.
Erkläre den Begriff Freisetzung der Virionreplikation.
Die Freisetzung hängt teilweise mit der Virusreifung zusammen, wenn bei der Ausschleusung der Viren aus der Zelle Hüllen oder Hüllenteile aus der Zellmembran oder Kernmembran erworben werden. Bei hüllenlosen Viren ist die Freisetzung meist mit einer Lyse der Zelle oder mit mehr oder weniger kontinuierlichen Exozytose der Viruspartikel verbunden.
Erkläre die Reproduktionsstrategie des lytischen Zyklus der Bakteriophagen.
- Adsorption
- Penetration
- Biosynthesevorgänge der Wirtszelle werden an die Anforderungen des Virus angepasst.
- Synthese der Nucleinsäure (Vervielfältigung des viralen Genoms
- Synthese der Proteine
- Assemblierung
- Lyse (Wirtszell stirbt ab)
Erkläre die Reproduktionsstrategie des lysogenen Zyklus der Bakteriophagen.
Die Infektion beginnt mit der Adsorption und der Injektion der Phagen-Nukleinsäure. Nachher kann entweder der lytische Zyklus ablaufen, oder der Phage geht in den lysogenen Zyklus über: dabei wird das Phagengenom in das Wirtsgenom an einer spezifischen Stelle eingebaut (Insertion, Integration): der Phage wird zum Prophagen. Vom Prophagen ausgehend wird ein Repressorprotein produziert, das die meisten anderen Phagengene unterdrückt. Dadurch wird die Wirtszelle praktisch nicht gestört. Der Prophage wird nun mit jeder Zellteilung zusammen mit dem Zellgenom repliziert und auf die nachfolgenden Zellen “vererbt”. Dadurch können sich die Viren ohne ihre Wirtszelle zu zerstören vermehren.
Die Zelle, die ein temperentes Virus trägt, wird als lysogen bezeichnet. Dies bedeutet, dass das Virus, das sich in das Wirtsgenom eingebaut hat, wieder ausbauen kann (Excision) und somit in den lytischen Zyklus übergeht.
Erkläre stichwortartig und mit einer Skizze wie die Replikation der ssRNA(+) Viren erfolgt.
Einzelstrang-RNA-Viren mit Plus- Genom ssRNA(+): Eine virale, RNA-abhängige RNA-Polymerase transkribiert das ssRNA(+)-Genom, wodurch mehrere (-)-Kopien entstehen. Die (-)-Kopien dienen als Vorlage, um ssRNA(+)-Genome zu erzeugen, welche in die neuen Virions verpackt werden.
Erkläre stichwortartig und mit einer Skizze wie die Replikation der ssRNA(-) Viren erfolgt.
Einzelstrange RNA-Viren mit Minus-Genom ssRNA(-): Wiederum enthält das Virion eine RNA-abhängige RNA-Polymerase, die den ssRNA(-)-Strang als Vorlage für die Synthese von ssRNA(+)-Strängen verwendet. Davon ausgehend entstehen zahlreiche Kopien des ssRNA(-)-Genoms.
Erkläre stichwortartig und mit einer Skizze wie die Replikation der dsRNA Viren erfolgt.
Doppelstrang-RNA-Viren: Die virale RNA-abhängige RNA-Polymerase verwendet den (-)-Strang als Vorlage für die Synthese von ssRNA(+)-Strängen, die zu dsRNA ergänzt werden.
Skizziere und erkläre Stichwortartig den Weg vom Gen zum Protein bei RNA Viren
Vom Gen zum Protein. RNA-Viren benötigen für die Proteinsynthese einen ssRNA(+)-Strang, was einer mRNA entspricht. Nur bei Viren mit einem ssRNA(+)-Genom kann die RNA aus dem Virion direkt für die Translation eingesetzt werden. Alle anderen RNA-Viren benötigen eine eigene RNA-abhängige RNA-Polymerase, die zwingend Bestandteil des Virions sein muss, da die Wirtszelle selbst nur DNA-abhängige RNA-Polymerasen besitzt.
Skizziere und erkläre Stichwortartig den Weg vom Gen zum Protein bei DNA Viren
ssDNA-Viren erzeugen eine dsDNA-Zwischenstufe, die von den Enyzmen der Wirtszelle für die mRNA- Synthese herangezogen wird. dsDNA-Viren können den Transkriptionsmechanismus der Wirtszelle direkt nutzen.
Bakterien können sich vor Viren schützen. Erkläre, wie der Mechanismus des Zusammenspiels der DNA-Methylase mit der Restriktionsendonuclease funktioniert.
Die DNA-Methyltransferase (auch DNA-Methylase genannt) erkennt eine ganz spezifische Basenabfolge der DNA und überträgt eine Methylgruppe auf die DNA. Dadurch wird die zelleigene DNA markiert. Die Erkennungssequenz der DNA-Methyltransferase unterscheidet sich von Bakterienart zu Bakterienart und kann auch zwischen verschiedenen Stämmen der gleichen Art unterschiedlich sein.
Eine DNA-Restriktionsendonuclease (auch Restriktionsenzym genannt) erkennt die gleiche Basenabfolge der DNA wie die DNA-Methyltransferase. Sofern die DNA an dieser Erkennungsstelle methyliert ist, passiert nichts und die DNA bleibt intakt. Ist die DNA an der Erkennungssequenz hingegen nicht methyliert, schneidet die DNA- Restriktionsendonuclease die DNA-Doppelhelix.
Hier ein Beispiel wie das Zusammenspiel der DNA-Methylase mit der Restriktionsendonuclease funktioniert.
Es liegen zwei Bakterienstämme X und Y vor, die über unterschiedliche DNA-Methyltransferasen und DNA-Restriktionsendonucleasen verfügen. Beim Stamm X ist die zelleigene DNA in Position X methyliert, Stamm Y methyliert die DNA in Position Y. Ein Phage durchläuft den lytischen Zyklus im Stamm X. Weil sich der Phage im Stamm X entwickelt hat, ist seine virale DNA ebenfalls in Position X methyliert. Denn eine DNA-Methyltransferase kann nicht zwischen chromosomaler DNA, Plasmiden und viraler DNA unterscheiden und wird daher auch die Erkennungsequenzen des viralen Genoms methylieren. Am Ende des lytischen Zyklus werden die Virions freigesetzt. Für den Phagen stehen nun zwei Möglichkeiten offen:
Fall 1: Der Phage aus Stamm X infiziert eine weitere bakterielle Zelle des Stamms X. Die virale DNA wird nicht zerstört, da sie in Position X methyliert und somit vor der Restriktionsendonuclease geschützt ist. Der Phage wird sich replizieren können.
Fall 2: Der Phage aus Stamm X infiziert eine bakterielle Zelle des Stamms Y. Sobald sich die virale DNA im Zytoplasma des Bakteriums befindet, wird sie von der Restriktionsendonuclease abgebaut. Die virale DNA ist zwar methyliert, doch sind die „falschen“ Stellen (X) mit Methylgruppen markiert. Weil die DNA in Position Y nicht methyliert ist, wird sie abgebaut. Der Phage aus Stamm X kann sich damit in Zellen des Stamms Y nicht replizieren.
Charakterisieren das Influenza Virus Typ A stichwortartig (Genom-Typ, Anzahl Gene, Wirts- und Gewebespezifität).
Genom- Typ: ssRNA(-)
Anzahl Gene: 8
Wirtsspezifität: Wasservögel, aber auch Schweine, Katzen, Mensch
Gewebespezifität: Schleimhautzellen im Nasen- und Rachenraum.
Skizziere den Aufbau des Influenza Typ A Virion.
?
Erkäre den Begriff Antigen.
Strukturen (Proteine, Kohlenhydrate, usw.), welche vom Immunsystem als fremd erkannt werden. (Antigene haben nichts mit Genen bzw. DNA zu tun!). Bei einem späteren erneuten Kontakt mit einem Erreger dienen sie als Erkennungsmerkmale, und die Immunabwehr wird entsprechend schnell und heftig ausfallen - man erkrankt nicht mehr bzw. man ist immun.
Welche Proteine des Influenza Virions Typ A haben beim Menschen eine Antigen Funktion?
- Hämagglutinin
- Neuraminidase
Sie befinden sich auf der Oberfläche der Virushülle und sind für das Immunsystem leicht zugänglich.
Erkläre am Beispiel des Hämagglutinins und der Neuraminidase, was mit den Begriffen Antigendrift gemeint ist.
Durch Punktmutationen im viralen Genom unterliegt das Virus permanent kleinen Veränderungen. Die Änderungen sind klein aber konstant. Man spricht von Antigen-Drift (fliessende Mutationen).
Wichtig sind die permanent neu auftretenden Varianten, da sie für das menschliche Immunsystem die beiden wichtigsten Antigene sind. Das Virus ändert seine Erscheinung mit jeder Mutation ein wenig, wodurch es vom Immunsystem jeweils schwieriger zu identifizieren ist. Daraus ergibt sich lediglich eine Teilimmunität gegen die neue Virusvariante. Man erkrankt jedes Jahr aufs Neue, doch selten sehr heftig. Mutierte virale Gene können sich in der Viruspopulation nur halten, wenn sie für biologisch funktionsfähige Proteine codieren, die das Virus in seiner Funktionsweise nicht signifikant beeinträchtigen.
Welche Mutation muss das Influenza Virus durchlaufen, um eine Pandemie auslösen zu können?
Antigen-Shift
Wird eine Wirtszelle von zwei verschiedenen Influenza-Virustypen gleichzeitig infiziert, kann es zu einer Durchmischung der beiden viralen Genome kommen, und es entsteht ein neuer Virustyp. Die Durchmischung ist deshalb so leicht möglich, weil beim Zusammenbau der Virions die RNA- Stränge aus den zwei unterschiedlichen Virentypen zu einem neuen Virustyp kombiniert werden können. Stammen beide Virustypen vom Menschen, bleibt die Immunität wahrscheinlich erhalten. Bei einer Mischinfektion (Vogel- mit Menschenvirus), kann sich evtl ein gefährlicher neuer Virustyp bilden und eine Pandemie auslösen.
Erkläre am Beispiel des Hämagglutinins und der Neuraminidase, was mit den Begriffen Antigenshift gemeint ist.
Eine Neukombinationen der Hämagglutinin- und Neuraminidase-Gene ist für den Menschen problematisch. Es entsteht ein neuer Virus-Typ, bei dem sich die Oberflächenantigene nicht nur in ein oder zwei Aminosäuren unterscheiden sondern mit grosser Wahrscheinlichkeit zahlreiche Unterschiede aufweisen. Dagegen besitzt der Mensch noch keine (Teil-)Immunität. Neben einer Durchmischung unterschiedlicher Virustypen direkt im Menschen, kommt auch das Schwein als Mischgefäss in Frage. Es kann sowohl von menschlichen als auch von Vogel- Influenza-Viren infiziert werden. Durch das traditionell enge räumliche Zusammenleben von Schwein, Geflügel und Mensch in manchen asiatischen Landwirtschaftsformen ergibt sich diesbezüglich ein gewisses Risiko, beispielsweise durch die Kombination von Fischzucht mit Enten- und Schweinehaltung.
-
- 1 / 24
-
Lernkarten
Erkläre was ein Virus ist.
Ein Virus ist ein genetisches Element mit einem Genom aus DNA oder RNA.Viren kann man als genetische Parasiten betrachten oder als eine Gruppe von Genen mit der Fähigkeit, eine Zelle zu verlassen, in eine neue Zelle einzudringen und sich dort zu vermehren.
Wieso sind Viren keine Lebewesen?
Leben ist eine Kombination zahlreicher Eigenschaften. Folgende Eigenschaften fehlen bei Viren:
- Aus mind einer Zelle bestehend
- Wachstumsfahig
- Stoffwechsel
- Bnötigt Energie
- Individualität
- Verletzungen heilen
Sizziere ein Virion.
x
Erkläre die Adsoption der Virionreplikation.
Die Adsorption der Viren an die Zelloberfläche erfolgt spezifisch. Nach zufälligem Zusammentreffen von Viruspartikel mit einer Zelle kann durch Erkennen spezifischer Rezeptoren auf der Zelloberfläche das Virus mit dem Kapsid bzw. der Hülle binden.
Erkläre die Begriffe Penetration und Uncoating der Virionreplikation.
Nach der Adsorption wird das Virion entweder durch Pinozytose in die Zelle aufgenommen oder bei behüllten Viren kann die Hülle mit der Zellmembran fusionieren. Das Uncoating, d.h. das Freisetzen der viralen Nukleinsäure aus dem Kapsid, wird offenbar durch zelleigene Enzyme durchgeführt. Die Viren verlieren jetzt ihre Infektiosität. Bei gewissen Bakteriophagen gelangt die Phagennucleinsäuredurch Injektion ins Zytoplasma.
Erkläre den Begriff Virusreproduktion der Virionreplikation.
Nach dem Eindringen der viralen Nukleinsäure in die Zelle folgt die sog. Latenzperiode, in der die Virusreproduktion erfolgt. Einerseits enthält die virale Nukleinsäure die Information für die Produktion von Virusbestandteilen bzw. für Enzyme, die nötig sind für die Virusreplikation, anderseits muss die Virus-Nukleinsäure vermehrt werden (Replikation). Die Zelle stellt ihren Stoffwechsel auf die Virusproduktion um.
Erkläre den Begriff Virusreifung der Virionreplikation.
Die Virusreifung umfasst den Zusammenbau der viralen Kapsidproteine und der Virusgenome zu neuen infektiösen Partikel. Dieser Zusammenbau erfolgt spontan und wird deshalb auch als Self-Assembly (Selbstassemblierung) bezeichnet.
Erkläre den Begriff Freisetzung der Virionreplikation.
Die Freisetzung hängt teilweise mit der Virusreifung zusammen, wenn bei der Ausschleusung der Viren aus der Zelle Hüllen oder Hüllenteile aus der Zellmembran oder Kernmembran erworben werden. Bei hüllenlosen Viren ist die Freisetzung meist mit einer Lyse der Zelle oder mit mehr oder weniger kontinuierlichen Exozytose der Viruspartikel verbunden.
Erkläre die Reproduktionsstrategie des lytischen Zyklus der Bakteriophagen.
- Adsorption
- Penetration
- Biosynthesevorgänge der Wirtszelle werden an die Anforderungen des Virus angepasst.
- Synthese der Nucleinsäure (Vervielfältigung des viralen Genoms
- Synthese der Proteine
- Assemblierung
- Lyse (Wirtszell stirbt ab)
Erkläre die Reproduktionsstrategie des lysogenen Zyklus der Bakteriophagen.
Die Infektion beginnt mit der Adsorption und der Injektion der Phagen-Nukleinsäure. Nachher kann entweder der lytische Zyklus ablaufen, oder der Phage geht in den lysogenen Zyklus über: dabei wird das Phagengenom in das Wirtsgenom an einer spezifischen Stelle eingebaut (Insertion, Integration): der Phage wird zum Prophagen. Vom Prophagen ausgehend wird ein Repressorprotein produziert, das die meisten anderen Phagengene unterdrückt. Dadurch wird die Wirtszelle praktisch nicht gestört. Der Prophage wird nun mit jeder Zellteilung zusammen mit dem Zellgenom repliziert und auf die nachfolgenden Zellen “vererbt”. Dadurch können sich die Viren ohne ihre Wirtszelle zu zerstören vermehren.
Die Zelle, die ein temperentes Virus trägt, wird als lysogen bezeichnet. Dies bedeutet, dass das Virus, das sich in das Wirtsgenom eingebaut hat, wieder ausbauen kann (Excision) und somit in den lytischen Zyklus übergeht.
Erkläre stichwortartig und mit einer Skizze wie die Replikation der ssRNA(+) Viren erfolgt.
Einzelstrang-RNA-Viren mit Plus- Genom ssRNA(+): Eine virale, RNA-abhängige RNA-Polymerase transkribiert das ssRNA(+)-Genom, wodurch mehrere (-)-Kopien entstehen. Die (-)-Kopien dienen als Vorlage, um ssRNA(+)-Genome zu erzeugen, welche in die neuen Virions verpackt werden.
Erkläre stichwortartig und mit einer Skizze wie die Replikation der ssRNA(-) Viren erfolgt.
Einzelstrange RNA-Viren mit Minus-Genom ssRNA(-): Wiederum enthält das Virion eine RNA-abhängige RNA-Polymerase, die den ssRNA(-)-Strang als Vorlage für die Synthese von ssRNA(+)-Strängen verwendet. Davon ausgehend entstehen zahlreiche Kopien des ssRNA(-)-Genoms.
Erkläre stichwortartig und mit einer Skizze wie die Replikation der dsRNA Viren erfolgt.
Doppelstrang-RNA-Viren: Die virale RNA-abhängige RNA-Polymerase verwendet den (-)-Strang als Vorlage für die Synthese von ssRNA(+)-Strängen, die zu dsRNA ergänzt werden.
Skizziere und erkläre Stichwortartig den Weg vom Gen zum Protein bei RNA Viren
Vom Gen zum Protein. RNA-Viren benötigen für die Proteinsynthese einen ssRNA(+)-Strang, was einer mRNA entspricht. Nur bei Viren mit einem ssRNA(+)-Genom kann die RNA aus dem Virion direkt für die Translation eingesetzt werden. Alle anderen RNA-Viren benötigen eine eigene RNA-abhängige RNA-Polymerase, die zwingend Bestandteil des Virions sein muss, da die Wirtszelle selbst nur DNA-abhängige RNA-Polymerasen besitzt.
Skizziere und erkläre Stichwortartig den Weg vom Gen zum Protein bei DNA Viren
ssDNA-Viren erzeugen eine dsDNA-Zwischenstufe, die von den Enyzmen der Wirtszelle für die mRNA- Synthese herangezogen wird. dsDNA-Viren können den Transkriptionsmechanismus der Wirtszelle direkt nutzen.
Bakterien können sich vor Viren schützen. Erkläre, wie der Mechanismus des Zusammenspiels der DNA-Methylase mit der Restriktionsendonuclease funktioniert.
Die DNA-Methyltransferase (auch DNA-Methylase genannt) erkennt eine ganz spezifische Basenabfolge der DNA und überträgt eine Methylgruppe auf die DNA. Dadurch wird die zelleigene DNA markiert. Die Erkennungssequenz der DNA-Methyltransferase unterscheidet sich von Bakterienart zu Bakterienart und kann auch zwischen verschiedenen Stämmen der gleichen Art unterschiedlich sein.
Eine DNA-Restriktionsendonuclease (auch Restriktionsenzym genannt) erkennt die gleiche Basenabfolge der DNA wie die DNA-Methyltransferase. Sofern die DNA an dieser Erkennungsstelle methyliert ist, passiert nichts und die DNA bleibt intakt. Ist die DNA an der Erkennungssequenz hingegen nicht methyliert, schneidet die DNA- Restriktionsendonuclease die DNA-Doppelhelix.
Hier ein Beispiel wie das Zusammenspiel der DNA-Methylase mit der Restriktionsendonuclease funktioniert.
Es liegen zwei Bakterienstämme X und Y vor, die über unterschiedliche DNA-Methyltransferasen und DNA-Restriktionsendonucleasen verfügen. Beim Stamm X ist die zelleigene DNA in Position X methyliert, Stamm Y methyliert die DNA in Position Y. Ein Phage durchläuft den lytischen Zyklus im Stamm X. Weil sich der Phage im Stamm X entwickelt hat, ist seine virale DNA ebenfalls in Position X methyliert. Denn eine DNA-Methyltransferase kann nicht zwischen chromosomaler DNA, Plasmiden und viraler DNA unterscheiden und wird daher auch die Erkennungsequenzen des viralen Genoms methylieren. Am Ende des lytischen Zyklus werden die Virions freigesetzt. Für den Phagen stehen nun zwei Möglichkeiten offen:
Fall 1: Der Phage aus Stamm X infiziert eine weitere bakterielle Zelle des Stamms X. Die virale DNA wird nicht zerstört, da sie in Position X methyliert und somit vor der Restriktionsendonuclease geschützt ist. Der Phage wird sich replizieren können.
Fall 2: Der Phage aus Stamm X infiziert eine bakterielle Zelle des Stamms Y. Sobald sich die virale DNA im Zytoplasma des Bakteriums befindet, wird sie von der Restriktionsendonuclease abgebaut. Die virale DNA ist zwar methyliert, doch sind die „falschen“ Stellen (X) mit Methylgruppen markiert. Weil die DNA in Position Y nicht methyliert ist, wird sie abgebaut. Der Phage aus Stamm X kann sich damit in Zellen des Stamms Y nicht replizieren.
Charakterisieren das Influenza Virus Typ A stichwortartig (Genom-Typ, Anzahl Gene, Wirts- und Gewebespezifität).
Genom- Typ: ssRNA(-)
Anzahl Gene: 8
Wirtsspezifität: Wasservögel, aber auch Schweine, Katzen, Mensch
Gewebespezifität: Schleimhautzellen im Nasen- und Rachenraum.
Skizziere den Aufbau des Influenza Typ A Virion.
?
Erkäre den Begriff Antigen.
Strukturen (Proteine, Kohlenhydrate, usw.), welche vom Immunsystem als fremd erkannt werden. (Antigene haben nichts mit Genen bzw. DNA zu tun!). Bei einem späteren erneuten Kontakt mit einem Erreger dienen sie als Erkennungsmerkmale, und die Immunabwehr wird entsprechend schnell und heftig ausfallen - man erkrankt nicht mehr bzw. man ist immun.
Welche Proteine des Influenza Virions Typ A haben beim Menschen eine Antigen Funktion?
- Hämagglutinin
- Neuraminidase
Sie befinden sich auf der Oberfläche der Virushülle und sind für das Immunsystem leicht zugänglich.
Erkläre am Beispiel des Hämagglutinins und der Neuraminidase, was mit den Begriffen Antigendrift gemeint ist.
Durch Punktmutationen im viralen Genom unterliegt das Virus permanent kleinen Veränderungen. Die Änderungen sind klein aber konstant. Man spricht von Antigen-Drift (fliessende Mutationen).
Wichtig sind die permanent neu auftretenden Varianten, da sie für das menschliche Immunsystem die beiden wichtigsten Antigene sind. Das Virus ändert seine Erscheinung mit jeder Mutation ein wenig, wodurch es vom Immunsystem jeweils schwieriger zu identifizieren ist. Daraus ergibt sich lediglich eine Teilimmunität gegen die neue Virusvariante. Man erkrankt jedes Jahr aufs Neue, doch selten sehr heftig. Mutierte virale Gene können sich in der Viruspopulation nur halten, wenn sie für biologisch funktionsfähige Proteine codieren, die das Virus in seiner Funktionsweise nicht signifikant beeinträchtigen.
Welche Mutation muss das Influenza Virus durchlaufen, um eine Pandemie auslösen zu können?
Antigen-Shift
Wird eine Wirtszelle von zwei verschiedenen Influenza-Virustypen gleichzeitig infiziert, kann es zu einer Durchmischung der beiden viralen Genome kommen, und es entsteht ein neuer Virustyp. Die Durchmischung ist deshalb so leicht möglich, weil beim Zusammenbau der Virions die RNA- Stränge aus den zwei unterschiedlichen Virentypen zu einem neuen Virustyp kombiniert werden können. Stammen beide Virustypen vom Menschen, bleibt die Immunität wahrscheinlich erhalten. Bei einer Mischinfektion (Vogel- mit Menschenvirus), kann sich evtl ein gefährlicher neuer Virustyp bilden und eine Pandemie auslösen.
Erkläre am Beispiel des Hämagglutinins und der Neuraminidase, was mit den Begriffen Antigenshift gemeint ist.
Eine Neukombinationen der Hämagglutinin- und Neuraminidase-Gene ist für den Menschen problematisch. Es entsteht ein neuer Virus-Typ, bei dem sich die Oberflächenantigene nicht nur in ein oder zwei Aminosäuren unterscheiden sondern mit grosser Wahrscheinlichkeit zahlreiche Unterschiede aufweisen. Dagegen besitzt der Mensch noch keine (Teil-)Immunität. Neben einer Durchmischung unterschiedlicher Virustypen direkt im Menschen, kommt auch das Schwein als Mischgefäss in Frage. Es kann sowohl von menschlichen als auch von Vogel- Influenza-Viren infiziert werden. Durch das traditionell enge räumliche Zusammenleben von Schwein, Geflügel und Mensch in manchen asiatischen Landwirtschaftsformen ergibt sich diesbezüglich ein gewisses Risiko, beispielsweise durch die Kombination von Fischzucht mit Enten- und Schweinehaltung.
