Das humane Immundefizienzvirus (HIV) gehört zur Familie der Retroviren und Gattung der Lentiviren und verursacht die HIV-Infektion HIV-Infektion HIV-Infektion und AIDS und das erworbene Immundefizienzsyndrom (Englisches Akronym: Acquired Immunodeficiency Syndrome; AIDS AIDS HIV-Infektion und AIDS). Das humane Immundefizienzvirus besitzt eine einzelsträngige RNA RNA Die Ribonukleinsäure – Aufbau, Struktur und verschiedene Arten von RNA mit positiver Polarität und eine Virushülle mit Glykoproteinen. Das Virus weist eine hohe genetische Variabilität auf und wird in die zwei Haupttypen HIV Typ 1 (HIV-1) und HIV Typ 2 (HIV-2) unterteilt. Das Virus bindet anhand seiner verschiedenen Glykoproteine Glykoproteine Chemie der Kohlenhydrate an CD4+ Zellen. Hauptzielzellen sind CD4+-T-Zellen, monozytäre Zellen oder Mikrogliazellen des ZNS. Die Übertragung erfolgt meist über ungeschützten Geschlechtsverkehr, kann aber auch parenteral erfolgen. Es kann auch zu einer vertikalen Übertragung von der Mutter auf das Kind kommen. Die Infektion kann lange asymptomatisch verlaufen. Falls die Erkrankung symptomatisch wird, entwickeln sich meist Mononukleose-ähnliche Symptome. Wenn die CD4+-Zellzahl zu stark sinkt, kommt es vermehrt zum Auftreten opportunistischer Krankheiten und AIDS-definierenden Erkrankungen.
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Medizin ➜
Klassifizierung von RNA-Viren:
Viren können auf viele Arten klassifiziert werden. Die meisten Viren haben jedoch ein Genom, das entweder aus DNA oder RNA besteht. RNA-Genom-Viren können weiter unterschieden werden als einzel- oder doppelsträngig. “Behüllte” Viren sind von einer dünnen Hülle aus Zellmembranen bedeckt, die in der Regel von der Wirtszelle stammt. Fehlt die Hülle, werden die Viren als “unbehüllte, nackte” Viren bezeichnet. Viren mit positiv-einzelsträngigen Genomen werden als “positive-sense”-Viren bezeichnet, wenn die Abfolge der Basen der RNA, der Abfolge der zukünftigen mRNA entspricht, die in Proteine übersetzt wird. Einzelsträngige Viren mit negativer Polarität verwenden die RNA-abhängige RNA-Polymerase, ein virales Enzym, um ihr Genom in eine mRNA umzuschreiben.
Schematische Darstellung des HI-Virus: Zu sehen ist der Aufbau, das Genom, die wichtigsten Enzyme und Glykoproteine (gp120 und gp 41).
Bild von LecturioHIV-Replikationszyklus:
1. Das Virion bindet über das Glykoprotein gp120 an den CD4-Rezeptor und einen Chemokinrezeptor, woraufhin eine Konformationsänderung erfolgt, die die Fusion des Virions mit der Wirtszelle erleichtert.
2. Die Proteinhülle des Kapsids (welche die virale RNA und die Proteine umgibt) ist unbeschichtet, wenn das Virion das Zytoplasma durchquert. Die HIV-RNA wird freigesetzt.
3. Die reverse Transkriptase synthetisiert die provirale DNA.
4. Die virale DNA wird durch den Zellkern transportiert und durch die Integrase in die Wirts-DNA integriert.
5. Die virale DNA wird transkribiert, und es bilden sich mehrere Kopien der neuen HIV-RNA, die ins Zytoplasma transportiert werden. Die neue HIV-RNA wird zum Genom eines neuen Virus. Es kommt auch zu einer Zytokinaktivierung der Zelle.
6. Die neue virale RNA + Proteine + Enzyme wandern zur Zelloberfläche und bilden ein nicht-infektiöses Partikel.
7. Das Partikel (virale RNA + Proteine) wird schließlich mit dem unreifen HIV aus der Wirtszelle freigesetzt. Die virale Protease (Enzym) spaltet dann die neu synthetisierten Polyproteine und erzeugt ein reifes HIV.
HIV-Partikel, die aus einer infizierten Zelle freigesetzt werden
Bild: “HIV” von Bette Korber at Los Alamos National Laboratory. Lizenz: CC0 1.0 Public DomainMechanismus des HIV-Eintritts und der Membranfusion:
1. Anfängliche Interaktion zwischen gp120 und dem CD4-Rezeptor.
2. Konformationsänderung von gp120 ermöglicht sekundäre Interaktion mit CCR5.
3. Die distalen Enden des gp41 werden in die Zellmembran eingeführt.
4. Erhebliche Konformationsänderung von gp41. Durch die Faltung in zwei Hälften und die Bildung von sogenannten “coils” werden die virale und die zelluläre Membran zusammengeführt und fusionieren miteinander.