Cytologie
Bakterien und Archaeen
 – Video

Was Viren sind, alles zu ihrem Aufbau und ihrer Vermehrung sowie die Unterschiede zwischen Viren und Bakterien, erfährst du hier. Schau dir auch unser Video zu dem Thema an!

Viren Aufbau einfach erklärt 

Viren haben einen einfachen Aufbau: Im Inneren befindet sich das Erbgut mit den genetischen Informationen (Genom ). Umgeben ist es von einem sogenannten Kapsid, also einer Proteinkapsel. Bei einigen Viren befindet sich um das Kapsid noch eine Hülle. An dieser können sich weitere spezielle Proteine (Spikes) befinden. Ihre Aufgabe ist es, dem Virus dabei zu helfen, sich an seine Wirtszelle zu binden.

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Virus Aufbau

Je nach Virus kann das Erbgut in zwei Formen vorkommen:

  1. Das Erbgut kommt, wie bei uns Menschen, in Form einer doppelsträngigen DNA vor. Das findest du beispielsweise bei Pockenviren.
  2. Bei einigen Viren, wie zum Beispiel Grippe- oder Corona-Viren, findest du hingegen eine einzelsträngige RNA

Was sind Viren?

Viren sind Krankheitserreger, die Infektionen bei Lebewesen verbreiten. Sie befallen dabei sowohl Eukaryoten (Tiere, Pflanzen und Pilze) als auch Prokaryoten (Bakterien und Archaeen). Letztere werden auch als Bakteriophagen bezeichnet.

Im Gegensatz zu Bakterien gehören Viren streng genommen nicht zu den Lebewesen. Das liegt daran, dass sie sich nicht selbst vermehren können, obwohl sie ein Erbgut besitzen. Dafür benötigen sie nämlich Wirtszellen, die sie als Parasit befallen können.

Schon gewusst? Nicht alle Viren sind gleich gefährlich für die betroffenen Wirtszellen, denn nicht alle Viren lösen Krankheiten aus. Das Vacciniavirus ist für den Menschen beispielsweise nicht sonderlich gefährlich, es wird sogar als Grundlage für die Herstellung der Impfung gegen Pockenviren verwendet.

Viren Definition

Viren sind infektiöse Erreger, die ausschließlich aus RNA bzw. DNA und Proteinen bestehen. Sie sind keine Lebewesen und können sich nur mithilfe von Wirtszellen, also anderen Organismen, vermehren.

Viren Aufbau

Ein Virus ist in der Regel aus folgenden Bestandteilen aufgebaut:

  • DNA/RNA: Im Erbgut (Genom) speichern Viren alle Informationen, die für ihr Überleben wichtig sind. Je nachdem, ob es sich um DNA-Viren (z. B. Pockenviren) oder RNA-Viren (z. B. Hepatitis-Viren oder HIV) handelt, ist ihr Erbgut allerdings anders aufgebaut. Es besteht meist entweder aus doppelsträngigen Molekülen mit Desoxyribose als beteiligten Zucker (DNA ) oder aus einzelsträngigen Moleküle mit Ribose (RNA ). Das Genom kann dabei entweder als Ring, also zirkulär, oder als linearer Strang vorkommen.
  • Kapsid: Das Genom eines Virus ist von einer Struktur aus Proteinen umgeben, dem Kapsid. Es gibt dem Virus Stabilität. Bei Viren ohne zusätzliche Hülle (’nackte Viren‘) ist es dafür zuständig das Virus an die Wirtszelle zu binden. Dadurch kann es in die Zelle einzudringen. Zusammen mit dem Erbgut wird das Kapsid als Nukleokapsid bezeichnet.
  • Hülle: Bei einigen Viren (z. B. Gelfieber-Virus oder Coronavirus) befindet sich noch eine Hülle um das Kapsid herum (‚behüllte Viren‘). Es handelt sich dabei um eine Doppellipidschicht — wie auch bei menschlichen Zellen. Auf der Hülle befinden sich häufig bestimmte Proteine (Spike-Proteine). Sie erleichtern dem Virus sich an eine Wirtszelle zu koppeln.

Viren haben also keine Zellorganellen und deswegen auch keinen Zellkern.

Übrigens: Es gibt auch Viren, die ausschließlich aus Erbgut bestehen. Die sogenannten Viroide haben weder ein Kapsid noch eine Hülle und sind meist in Pflanzen zu finden.

Formen von Viren

Viren sind nur etwa 20-300 Nanometer groß. Da sie also um einiges kleiner als Feinstaubpartikel sind, kannst du sie nicht mit dem bloßen Auge sehen. Mithilfe eines Elektronenmikroskops kannst du aber erkennen, dass Viren sehr verschiedene Formen haben können. So gibt es beispielsweise runde, stäbchenförmige oder auch eckige Viren.

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Formen von Viren – Beispiele

Unterschiede zwischen Viren und Bakterien

Viren und Bakterien sind Krankheitserreger, die Infektionen übertragen. Allerdings unterscheiden sie sich in einigen Merkmalen voneinander:

  Viren Bakterien
Stoffwechsel nein ja
Vermehrung nur mit Wirtszelle selbstständig
Aufbau bestehen aus Genom, Kapsid und ggf. Hülle vollständige Zellen mit verschiedenen Zellorganellen und Zytoplasma
Genom/Erbgut meist RNA, einige Arten haben DNA immer DNA
(nur während der Proteinbiosynthese in Form von RNA)

Der wohl größte Unterschied ist, dass es sich bei Bakterien um Lebewesen handelt, bei Viren hingegen nicht. Das liegt daran, dass Bakterien einen Stoffwechsel haben, der es ihnen ermöglicht sich selbst zu vermehren und zu wachsen. Viren haben hingegen keinen Stoffwechsel und sind für ihre Vermehrung von Wirtszellen abhängig.

Schau dir auch unser Video zu den Bakterien an und finde heraus, wie sie genau aufgebaut sind und wie ihre Vermehrung stattfindet!

Viren Vermehrung

Viren können sich nicht selbst vermehren, da sie keinen eigenen Stoffwechsel haben. Aber wie vermehren sich Viren dann? Um trotzdem langfristig existieren zu können und sich zu verbreiten, sind sie auf Wirtszellen angewiesen. Dabei handelt es sich um Zellen von Lebewesen, die von den Viren so umprogrammiert werden können, dass sie mehr Viren produzieren.

Viren Vermehrungszyklus

Die Vermehrung von Viren findet in einem sogenannten Vermehrungszyklus statt:

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Vermehrungszyklus: Wie vermehren sich Viren?
  1. An die Wirtszelle anheften (Adsorption): Mithilfe der Proteine des Kapsids oder der Proteine auf der Hüllenoberfläche bindet das Virus an eine passende Wirtszelle. Je nach Virusart kann die sehr unterschiedlich sein. Deshalb können manche Virenarten beispielsweise nur eine bestimmte Tierart befallen.
  2. In die Wirtszelle eindringen (Penetration): Je nach Virus gibt es zwei verschiedene Wege, über die der Erreger in eine Wirtszelle eindringt:
    1. Fusion: Sie findet bei Viren statt, die eine Hülle besitzen. Die Doppellipidschicht der Virushülle verschmilzt mit der Membran der Zelle, sodass das Innere des Virus in die Wirtszelle gelangt.
    2. Endozytose: Das Virus wird von der Zellmembran der Wirtszelle umschlossen und gelangt so ins Innere der Zelle. Dort dringt das Virus aus dem Bläschen (Vesikel ) in das sogenannte Cytoplasma der Zelle.
  3. Virengenom freisetzen (Uncoating): Die Schichten, die das Erbgut des Virus umgeben (Hülle und Kapsid), werden in diesem Schritt aufgelöst.
  4. Vermehren der Viren (Replikation): Die DNA bzw. RNA der Viren wird jetzt von den Wirtszellen vervielfältigt. Außerdem werden mithilfe des Erbguts die benötigten Viren-Proteine produziert (Transkription und Translation ). Dieser Prozess unterscheidet sich zwischen DNA- und RNA-Viren. Bei allen Formen findet er jedoch deswegen statt, weil das Erbgut des Virus das Erbgut der Wirtszelle verdrängt und sie dazu zwingt die Viren zu vermehren.
  5. Zusammensetzen der Viren (Assembly): Aus den neu erzeugten Bestandteilen, also dem Genom und den Proteinen, werden dann neue Viren zusammengesetzt. Der Vorgang kann im Zellkern  und/oder im Cytoplasma der Wirtszelle stattfinden.
  6. Freisetzen der Viren: Im letzten Schritt werden die neuen Viren aus der Wirtszelle entlassen. Das findet auf unterschiedlichen Wegen statt. So können die Viren sich beispielsweise mit Teilen der Zellmembran abknospen oder die Wirtszelle zum Platzen bringen und dadurch verlassen.

Sind Viren Lebewesen?

Viren sind keine Lebewesen. Das liegt daran, dass sie keinen Stoffwechsel haben und sich nicht selbstständig vermehren können. Darüber hinaus gibt es aber noch weitere Eigenschaften, die alle Lebewesen gemeinsam haben. Sie werden als die ‚Kennzeichen des Lebens‚ zusammengefasst.

Welche das sind und welche weiteren Eigenschaften von Lebewesen Viren nicht erfüllen, erfährst du hier !

Zum Video: Kennzeichen des Lebens
Zum Video: Kennzeichen des Lebens

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