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Viren: Die Vermehrung von Viren 04:28 min

Textversion des Videos

Transkript Viren: Die Vermehrung von Viren

Viren brauchen Wirtszellen um sich zu vermehren. Wir wollen uns die einzelnen Schritte anschauen. Zunächst muss sich das Virus an die Zelloberfläche anheften. Für dieses Andockmanöver braucht das Virus spezielle Strukturen auf seiner Oberfläche. Besonders auffällig sind die Spikes, die manche Virusarten haben. Auf der Oberfläche der Wirtszelle befinden sich die passenden Gegenstücke. Nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip kann das Virus andocken. Da die Strukturen genau übereinstimmen müssen, können viele Viren nur bestimmte Zelltypen befallen, zum Beispiel Zellen der Atemwege oder des Darms. Im nächsten Schritt dringt das Virus ganz in die Zelle ein. Bei manchen Viren verschmilzt die Virushülle mit der Membran der Wirtszelle und nur das Kapsid mit dem Erbgut wird in die Zelle geschleust. Die Hülle und das Kapsid lösen sich auf und das Viruserbgut wird freigesetzt. Es wird in den Zellkern der Wirtszelle transportiert. Dort wird es von der Wirtszelle vervielfältigt. Die Wirtszelle wird komplett auf Virenproduktion umgestellt. Auch für die Herstellung von Proteinen gibt es besondere voneinander getrennte Funktionsräume, die Organellen. Die Kapsid- und Spikes-Proteine werden etwa durch die Ribosomen und den Golgi-Apparat produziert. Innerhalb der Zelle wird das Erbgut in das Kapsid verpackt. Die Spikes-Proteine werden in die Zellmembran des Wirts eingebaut und die neuen Viren verlassen die Zelle durch Knospung. So erhalten behüllte Viren ihre Hüllmembran. Sie leitet sich von der Plasmamembran der Wirtszelle ab. Die Wirtszelle wird aufgelöst. Man spricht vom lytischen Zyklus der Virusvermehrung. Manche Viren verhalten sich anders. Wird das Viruserbgut nach Eintritt des Virus in das Erbgut der Wirtszelle nur eingebaut ohne die Zelle zu zerstören, spricht man vom lysogenen Zyklus. Bei jeder Zellteilung wird nun nicht nur das Erbgut der Wirtszelle, sondern auch das Viruserbgut verdoppelt. So wird das Virus unbemerkt vermehrt ohne der Wirtszelle zu schaden. Unter bestimmten Umweltbedingungen geht das Virus vom lysogenen in den lytischen Zyklus über. Im lytischen Zyklus wird das Viruserbgut vermehrt. Die Virusbestandteile werden produziert und schließlich die Viren freigesetzt. Je nach Virusart kann die lysogene Phase recht lange dauern. Beim HI-Virus zum Beispiel dauert es bis zu 15 Jahre, bis die Virus-DNA aus dem Wirtserbgut ausschert.

Viren: Die Vermehrung von Viren Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Viren: Die Vermehrung von Viren kannst du es wiederholen und üben.

  • Definiere den Begriff „lytischer Vermehrungszyklus“.

    Tipps

    Lytisch kommt von dem altgriechischen Wort lyein, das so viel wie „auflösen“ bedeutet.

    Lösung

    Der lytische Vermehrungszyklus von Viren beginnt damit, dass das Viren-Erbgut in eine Wirtszelle eingeschleust wird (bei Eukaryoten gelangt es in den Zellkern). Dort wird es vervielfältigt und die Wirtszelle wird auf die Virenproduktion umgestellt. Die neu entstandenen Viren verlassen die Wirtszelle. Diese wird dabei aufgelöst und stirbt, weshalb man diesen Zyklus als lytisch bezeichnet.

  • Definiere den Begriff „lysogener Vermehrungszyklus“.

    Tipps

    Beim lysogenen Zyklus wird das Virus-Erbgut unbemerkt vermehrt.

    Der lytische Zyklus schließt sich an den lysogenen an.

    Lösung

    Beim lysogenen Vermehrungszyklus wird das Erbgut des Virus in die DNA der Wirtszelle eingebaut und zusammen mit ihr vervielfältigt. Das geschieht meist unbemerkt, da die Zellen nicht aufgelöst werden und sich einfach weiter vermehren.
    Bei bestimmten Umweltbedingungen geht der lysogene Zyklus dann in den lytischen Zyklus über und die betroffenen Zellen werden aufgelöst.

  • Stelle den Ablauf des lytischen Zyklus dar.

    Tipps

    Bevor die neuen Viren als solche zusammengesetzt werden können, müssen erst alle Bestandteile produziert werden.

    Das Virus kann sein Erbgut erst dann in die Wirtszelle abgeben, nachdem es an diese angedockt hat.

    Lösung

    Viren sind bei ihrer Vermehrung auf andere Zellen angewiesen, die man Wirtszellen nennt.
    Die Viren heften sich zuerst an die Wirtszellen an (Adsorption). Dabei müssen die Oberflächenstrukturen des Virus genau zu denen der Wirtszelle passen. Man nennt dies auch Schlüssel-Schloss-Prinzip, weil ein Schlüssel auch immer nur ganz genau zu einem Schloss passt.
    Hat das Virus mit seinen Oberflächenstrukturen an die der Wirtszelle angedockt, dringt entweder das Virus an sich oder nur das Erbgut in die Wirtszelle ein (Injektion).
    Anschließend wird es dort entpackt und für die Vervielfältigung vorbereitet.
    Das Virus-Erbgut wird repliziert und im Anschluss stellen Zellorganelle wie zum Beispiel die Ribosomen und in eukaryotischen Zellen der Golgi-Apparat weitere Virusbestandteile (Kapsid, Spikes) her (Produktionsphase). Die neuen Viren werden dann zusammengesetzt (Reifungsphase) und verlassen danach die Wirtszelle, die dabei aufgelöst wird und stirbt.

  • Beschreibe den Verlauf der Bildung neuer Viren.

    Tipps

    Proteine können nur in bestimmten Zellorganellen hergestellt werden.

    Kapsid und Spikes sind Proteine.

    Lösung

    Bevor sich ein Virus vermehren kann, muss erst das Viren-Erbgut in eine Wirtszelle eingeschleust werden.
    Anschließend vervielfältigt die Wirtszelle das Erbgut des Virus, sie wird auf die Virenproduktion umgestellt.
    Die Hüllproteine, die eine neues Virus braucht, werden mit Hilfe der Ribosomen hergestellt.
    Das neue Viren-Erbgut wird in ein Kapsid eingeschleust und die Spikes werden in der Zellmembran der Wirtszelle verankert. Verlassen die neuen Viren dann die Wirtszelle durch Knospung, nehmen sie die Plasmamembran der Wirtszelle als eigene Hüllmembran auf.

  • Überprüfe die folgenden Aussagen über die Vermehrung von Viren.

    Tipps

    Beim lytischen Vermehrungszyklus wird die Wirtszelle aufgelöst.

    Viren und Wirtszellen müssen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip zueinander passen.

    Lösung

    Eine Besonderheit der Virenvermehrung ist, dass diese nur über eine Wirtszelle stattfinden kann.
    Viren müssen sich an die Wirtszelle anheften. Das funktioniert nur, wenn die Oberflächenstrukturen von beiden genau zueinander passen. Daher können Viren immer nur bestimmte Zellen befallen.
    Beim lysogenen Zyklus wird das Virus unbemerkt vermehrt, die Wirtszelle bleibt bestehen. Unter bestimmten Umweltbedingungen geht das Virus dann in den lytischen Zyklus über und die Wirtszelle wird aufgelöst.

  • Entscheide, ob die Merkmale zu Viren oder zu Bakterien gehören.

    Tipps

    Lebewesen verfügen über einen eigenen Stoffwechsel und eine eigenständige Vermehrung.

    Bakterien sind größer als Viren.

    Lösung

    Viren und Bakterien können beide den Menschen krank machen, weshalb man sie oft ein einem Atemzug nennt. Dabei weisen sie aber beide große Unterschiede auf:

    Bakterien sind Einzeller. Sie sind größer als Viren und verfügen über einen komplexeren Bau. Sie verfügen über einen eigenständigen Stoffwechsel und können sich über Zellteilung vermehren, weshalb sie auch Lebewesen sind.

    Viren sind nur Partikel und keine eigenständigen Zellen. Sie sind kleiner als Bakterien und haben einen einfacheren Bau. Für ihre Vermehrung und den Stoffwechsel sind sie auf Zellen, die Wirtszellen, angewiesen.