Bernhard Peter
Kann ein bißchen Eiweiß und Nukleinsäure so böse sein? Aufbau des HI-Virus

HIV - ein Retrovirus
Viren sind allgemein subzelluläre Strukturen, keine Zellen. Es handelt sich um verpackte Informationen, die den Stoffwechsel einer Wirtszelle fehlsteuern und zur eigenen Vermehrung mißbrauchen. Viren haben keine Enzymsysteme zur Energiegewinnung, keinen proteinsynthetisierenden Apparat, sie haben noch nicht einmal einen eigenen Stoffwechsel. Vermehrung findet nur in fremden Zellen und unter Inanspruchnahme des zellulären Stoffwechsels des Wirtes statt. Viren erfüllen nicht die Kriterien für „Leben“ – sie sind eher als komplexes Molekülaggregat aus den Mindestkomponenten Nukleinsäuren und Protein zu bezeichnen – „mehr“ nicht. Und doch finden sich unter den Viren die effektivsten Schädlinge überhaupt, allen voran die HI-Viren. HI-Viren gehören zu den behüllten Viren mit einem konischen Kapsid und zusätzlichen Matrixproteinen, dazu bringen sie noch eigene Enzyme mit - eine relativ luxuriöse Ausstattung für einen Virus. HI-Viren sind eher komplexe Retroviren und schematisch wie folgt aufgebaut:

Es gibt von HIV zwei Untertypen von HIV, HIV-1 und HIV-2. HIV-1 ist weitgehend in Europa und den USA verbreitet, HIV-2 ist eher das typische Virus für Afrika mit neuerdings auch verstärkter Ausbreitung in Indien. Beide sehen im elektronenoptischen Bild gleich aus und sind auch gleichermaßen pathogen, aber sie unterscheiden sich hinsichtlich der Molekulargewichte der einzelnen Eiweiße und der Anordnung der Gene auf der Erbinformation. Wegen des größeren Interesses für den deutschsprachigen Raum wird im folgenden der Aufbau von HIV-1 beschrieben.

Der Aufbau eines HIV-Virions
Ein HIV-Virion hat ca. 100 nm (0.1 µm oder 0.0001 mm) Durchmesser. Das eigentliche Viruskapsid ist von einer Hülle umgeben, die aus einer Lipid-Doppelschicht besteht, wie sie jede Zelle hat, in die aber virustypische Glycoproteine (glykosylierte Eiweiße) eingebaut sind, die wie Spikes aus der Membran herausragen. Pro Virus sind das 72 Glykoprotein-Komplexe, die jeder ca. 10 nm groß sind. Ein solcher Glykoproteinkomplex besteht aus einem äußeren Teil, dem sog. gp120, und einem inneren Teil, dem sog. gp41. gp120 ist nur relativ lose mit gp41 und der Membran verbunden, so daß es leicht spontan freigesetzt werden kann („shedding“). Da die äußere Hülle des Virions durch Abschnüren von einer Zelle gebildet wird, enthält diese auch selektiv einige Eiweiße, die in der Membran der Wirtszelle vorkamen. Für die Virusvermehrung selbst sind diese Wirts-Proteine ohne Belang. Die Virushülle wird innen durch Matrixproteine stabilisiert (p17). In dieser Hülle befindet sich das eigentliche Viruskapsid (Core), ebenfalls aus einem Eiweiß aufgebaut (p24) und von konischer Gestalt, das zwei Kopien viraler RNA enthält. Die RNA ist an ein weiteres Eiweiß gebunden (p7). Im Core-Partikel sind auch die viralen Schlüsselenzyme für die erfolgreiche Vermehrung, die Reverse Transkriptase, die Integrase und die Protease.

Noch einmal die Übersicht über die Proteine:

Organisation der Erbinformation:
Die Erbinformation des HI-Virus kodiert noch ein paar Eiweiße mehr. Die Gene des HIV-Virus enthalten drei Bereiche:

Dazu kommen noch akzessorische Gene (vif, vpu, vpr, tat, rev, nef), die nicht zwangsläufig für die Virus-Vermehrung notwendig sind und doch regulatorische Proteine für eine effiziente Virusvermehrung kodieren. Diese Eiweiße regeln das Ablesen der DNA, das „Budding“ neuer Viren und viele andere Begleitprozesse.

Zu beiden Seiten des Virus-Gens befindet sich eine sog LTR-Zone (long terminal repeat) – das sind die Schnittstellen, die beidseitig mit der DNA des Wirtes verbunden werden.

Literatur:
www.hiv.net
Fritz H. Kayser et. al., Medizinische Mikrobiologie, 11. Auflage, Thieme Verlag ISBN 3-13-444811-4, S. 538-550

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