Retroviren

Das Retrovirus stellt eine besondere Klasse der Viren dar, welche in der Regel nur teilungsaktive, eukaryotischeZellen infizieren. Es ist ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus, (ss(+)RNA), dessen Erbinformationals RNAvorliegt, aber als DNAfest in das Genomder Wirtszelleeingebaut wird.

Zur Gruppe der Retroviren gehören die Onkoviren, die Foamyviren(syn. Spumaviren) und die Lentiviren. Die Letztgenannten - zu denen auch das HI-Virusgehört - können jedoch auch entgegen der Regel nicht teilungsaktive Zellen infizieren.

Retroviren bestehen aus einer äußeren proteinbe- bzw. durchsetzten Lipid-Hüllmembran und einer inneren Proteinhülle, sowie einem "Kern" aus weiteren Proteinen und einem Ribonuklein-Komplex.

Besonderheiten

Die Retroviren

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

Wenn das Virus diese RNA in die zu befallende Zelleeingebracht hat, muss die RNA in doppelsträngige DNA Desoxyribonukleinsäure (DNA), überführt werden. Dieser Vorgang wird reverse Transkriptiongenannt. Dazu bringt das Virus das EnzymReverse Transkriptasemit. Diese "schreibt" die RNA des Virus in DNA um, welche dann in das Genom der Wirtszelle integriert.

Normalerweise verläuft die Transkriptionan der DNA als Matrize, wobei ein komplementärer RNA-Strang synthetisiert wird; eine Ausnahme stellen die Retroviren und die Retroelemente(auch Klasse-I-Transposonsgenannt) dar. Das Retro bezieht sich auf die Umkehrung dieses Grundsatzes. Deshalb verursachen Retroviren oft latenteInfektionen. Man nimmt an, dass das menschliche Genom im Laufe der Evolutionmit unzähligen Retroviren durchsetzt wurde, die größtenteils längst nicht mehr infektiös sind. Sie erklären aber vielleicht die Existenz von "springenden Genen".

Da dieser Prozess durch die fehlende Korrekturlese-Fähigkeit der Reversen Transkriptaserelativ ungenau ist, erfolgen häufige Mutationendes Virus. Diese ermöglichen eine schnelle Anpassung des Virus an antivirale Medikamente und damit eine Ausbildung von Resistenzen.

Medizinische Bedeutung

Zu den Retroviren gehören die Onkoviren, z.B. HTLV-I, -II, die Lentiviren, darunter der bekannteste Vertreter HIV, sowie die Spuma- oder Foamyviren, die in der Natur bei verschiedenen Tieren vorkommen und die keine Erkrankungen hervorrufen. Das Maedi-Visna-Virusinfiziert beispielsweise Schafe.

Vermehrung

Die Vermehrung der integrierten Virus-DNA, auch Pro-Virusgenannt, erfolgt entweder bei der Zellteilung mit der Verdopplung der Wirts-DNA oder intrazellulär durch die sogenannte Retrotransposition: Dabei wird der Pro-Virus aus der DNA wieder herausgeschnitten, vermehrt und an verschiedenen Stellen des Genoms wieder integriert.

Genom eines Retrovirus

Das provirale Genomeines einfachen Retrovirus enthält in der Regel drei Geneund zwei LTRs(long terminal repeats), die sich am Anfang und am Ende befinden:

• Die LTRs enthalten Steuersequenzenzur Genexpression.
• gag codiert die Proteineder inneren Kapsel (gruppenspezifische Antigene)
• pol codiert die virale Protease, reverse Transkriptase(mit RNaseH) und Integrase
• env codiert die Proteine der Hülle

Komplexe Retroviren, wie z.B. das HI-Virus enthalten noch weitere, regulatorische Gene. Bei HIV sind dies tat, rev, vif, nef, vpu und vpr, deren Genprodukte die Replikationkontrollieren.

Horizontaler Gentransfer

Erfolgt die Integration eines Retrovirus in eine Keimzelle, wird das Pro-Virus zum endogenen Retrovirus (ERV), es wird an die nächste Generation weitergegeben.

Evolutionärer Vorteil der Retroviren-Sequenzen (siehe Genom):

• Wenn die Retrovirensequenzen in vielfachen Kopien vorliegen, erleichtern sie wie andere repetitive Sequenzen den Stückaustausch zwischen den homologen Chromosomen während der Meiose(crossing over).
• Virale Sequenzen können funktionale Bestandteile von Wirtsgenen werden. So ist das Gen für das virale Hüllprotein env des HERV-W identisch mit dem EnzymSyncytin, das für den Aufbau der Plazentabenötigt wird. Möglicherweise unterdrückt das Protein die Abstoßung des Keimes durch das Immunsystemder Mutter. Ein HERV-Element, das in Nachbarschaft eines Amylase-Gens integriert wurde, steuert dessen Aktivität in den Speicheldrüsen.
• Besondere Bedeutung haben aber die LTR-Sequenzen (long terminal repeats) der HERVs. Sie befinden sich am Anfang und am Ende eines viralen Genoms und steuern seine Expression. Da die beiden LTR-Sequenzen miteinander rekombinieren können, ist im Laufe der Evolution ein Großteil der viralen Gensequenzen verloren gegangen. Übriggeblieben sind einzelne LTRs, die 8,5 % des Gesamtgenoms ausmachen. Vollständige virale Sequenzen machen nur 0,5 % aus. Mindestens 60 % dieser LTRs sind im menschlichen Genom noch aktiv und steuern Wirtsgene. Dabei lässt sich eine gewebespezifische Aktivität bestimmter HERVs feststellen: HERV-L in den Keratozytender Haut, HERV-H in Lungen-Fibroblastenund Astrozyten.

Weblinks

• http://www.vu-wien.ac.at/i123/spezvir/retrovir1.htmlca:Retrovirus

da:Retrovirus en:Retrovirus es:Retrovirus fi:Retrovirus fr:Rétrovirus he:???? ????? hu:Retrovírus ja:??????? ko:??????? la:Retrovirus nl:Retrovirus pl:Retrowirusy pt:Retrovírus sv:Retrovirus zh:?????

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation.
In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar.