Viren: Was sind sie und was machen sie?

Viren sind mikroskopische Organismen, die fast überall auf der Erde existieren. Sie können Tiere, Pflanzen, Pilze und sogar Bakterien infizieren.

Manchmal kann ein Virus eine so tödliche Krankheit verursachen, dass es tödlich ist. Andere Virusinfektionen lösen keine merkliche Reaktion aus.

Ein Virus kann auch einen Effekt auf einen bestimmten Organismus haben, aber einen anderen auf einen anderen. Dies erklärt, wie ein Virus, der eine Katze befällt, keinen Hund betreffen kann.

Viren variieren in der Komplexität. Sie bestehen aus genetischem Material, RNA oder DNA, umgeben von einer Hülle aus Protein, Lipid (Fett) oder Glycoprotein. Viren können nicht ohne einen Host repliziert werden, weshalb sie als parasitär eingestuft werden.

Sie gelten als die am häufigsten vorkommende biologische Einheit auf dem Planeten.

Schnelle Fakten über Viren

Hier sind einige wichtige Punkte zu Viren. Mehr Details finden Sie im Hauptartikel.

Viren sind lebende Organismen, die ohne eine Wirtszelle nicht replizieren können.
Sie gelten als die am häufigsten vorkommende biologische Einheit auf dem Planeten.
Krankheiten, die durch Viren verursacht werden, umfassen Tollwut, Herpes und Ebola.
Es gibt keine Heilung für ein Virus, aber die Impfung kann verhindern, dass sie sich ausbreiten.

Was sind Viren?

Fast jedes Ökosystem auf der Erde enthält Viren.

Vor dem Eintritt in eine Zelle existieren Viren in einer Form, die als Virionen bekannt sind.

In dieser Phase haben sie etwa ein Hundertstel der Größe eines Bakteriums und bestehen aus zwei oder drei verschiedenen Teilen:

genetisches Material, entweder DNA oder RNA
ein Proteinmantel oder Kapsid, der die genetische Information schützt
manchmal ist eine Lipidhülle um die Proteinhülle herum vorhanden, wenn das Virus außerhalb der Zelle ist

Viren enthalten kein Ribosom, so dass sie keine Proteine bilden können. Dies macht sie völlig abhängig von ihrem Gastgeber. Sie sind die einzige Art von Mikroorganismen, die sich ohne eine Wirtszelle nicht vermehren können.

Nach dem Kontakt mit einer Wirtszelle wird ein Virus genetisches Material in den Host einfügen und die Funktionen dieses Hosts übernehmen.

Nach der Infektion der Zelle reproduziert sich das Virus weiter, aber es produziert mehr virales Protein und genetisches Material anstelle der üblichen zellulären Produkte.

Es ist dieser Prozess, der Viren die Klassifizierung von Parasiten verdient.

Viren haben unterschiedliche Formen und Größen und können anhand ihrer Formen kategorisiert werden.

Diese können sein:

Helikal: Das Tabakmosaikvirus hat eine Helixform.
Ikosaedrische, fast kugelförmige Viren: Die meisten Tierviren sind so.
Envelope: Einige Viren bedecken sich mit einem modifizierten Zellmembranabschnitt und bilden eine schützende Lipidhülle. Dazu gehören das Influenzavirus und HIV.

Andere Formen sind möglich, einschließlich nicht standardmäßiger Formen, die sowohl helikale als auch ikosaedrische Formen kombinieren.

Quellen

Viren hinterlassen keine fossilen Überreste, so dass sie schwer durch die Zeit zu verfolgen sind. Molekulare Techniken werden verwendet, um die DNA und RNA von Viren zu vergleichen und herauszufinden, woher sie kommen.

Drei konkurrierende Theorien versuchen, die Entstehung von Viren zu erklären.

Regressive oder Reduktionshypothese: Viren begannen als unabhängige Organismen, die zu Parasiten wurden. Mit der Zeit schütteten sie Gene aus, die ihnen nicht halfen zu parasitieren, und sie wurden völlig abhängig von den Zellen, die sie bewohnen.
Progressive oder Flucht-Hypothese: Viren entwickelten sich aus Abschnitten von DNA oder RNA, die aus den Genen größerer Organismen "entkamen". Auf diese Weise haben sie die Fähigkeit erlangt, unabhängig zu werden und sich zwischen den Zellen zu bewegen.
Virus-First-Hypothese: Viren entwickelten sich aus komplexen Molekülen von Nucleinsäure und Proteinen entweder vor oder gleichzeitig mit den ersten Zellen auf der Erde vor Milliarden von Jahren

Übertragung

Ein Virus existiert nur zur Reproduktion. Wenn es sich fortpflanzt, verbreiten sich seine Nachkommen auf neue Zellen und neue Wirte.

Die Zusammensetzung eines Virus beeinträchtigt seine Fähigkeit zu verbreiten.

Viren können während der Schwangerschaft oder Geburt von Mensch zu Mensch und von Mutter zu Kind übertragen werden.

Sie können sich verbreiten durch:

berühren
Speichelaustausch, Husten oder Niesen
Sexueller Kontakt
kontaminiertes Essen oder Wasser
Insekten, die sie von einer Person zur anderen tragen

Einige Viren können für eine gewisse Zeit auf einem Objekt leben. Wenn also eine Person ein Element mit dem Virus an ihren Händen berührt, kann die nächste Person dieses Virus durch Berühren des gleichen Objekts aufnehmen. Das Objekt wird als Formite bezeichnet.

Wenn sich der Virus im Körper repliziert, beginnt er den Host zu beeinflussen. Nach einem Zeitraum, der als Inkubationszeit bekannt ist, können sich Symptome zeigen.

Was passiert, wenn sich Viren verändern?

Wenn sich ein Virus ausbreitet, kann es einen Teil seiner DNA aufnehmen und in eine andere Zelle oder einen anderen Organismus bringen.

Wenn das Virus in die DNA des Wirts eindringt, kann es das weitere Genom beeinflussen, indem es sich um ein Chromosom oder um ein neues Chromosom bewegt.

Dies kann langfristige Auswirkungen auf eine Person haben. Bei Menschen kann dies die Entwicklung von Hämophilie und Muskeldystrophie erklären.

Diese Interaktion mit der Wirts-DNA kann auch dazu führen, dass sich Viren verändern.

Manche Viren betreffen nur eine Art von Wesen, sagen wir Vögel. Wenn ein Virus, der normalerweise Vögel befällt, zufällig in einen Menschen eindringt und wenn er eine menschliche DNA aufnimmt, kann dies zu einer neuen Art von Virus führen, die in Zukunft wahrscheinlich den Menschen betreffen wird.

Aus diesem Grund sind Wissenschaftler besorgt über seltene Viren, die sich von Tieren auf Menschen übertragen.

Viruserkrankungen

Viren verursachen viele menschliche Krankheiten.

Diese beinhalten:

Pocken
die Erkältung und verschiedene Arten von Grippe
Masern, Mumps, Röteln, Windpocken und Gürtelrose
Hepatitis
Herpes und Fieberbläschen
Polio
Tollwut
Ebola- und Hanta-Fieber
HIV, das Virus, das AIDS verursacht
Schweres akutes respiratorisches Syndrom (SARS)
Dengue-Fieber, Zika und Epstein-Barr

Einige Viren, wie das humane Papillomavirus (HPV), können zu Krebs führen.

Was sind freundliche Viren?

Genauso wie es freundliche Bakterien gibt, die in unserem Darm existieren und uns helfen, Nahrung zu verdauen, können Menschen auch freundliche Viren tragen, die helfen, sich gegen gefährliche Bakterien zu schützen, einschließlich.

Bekämpfung von Viren

Wenn das Immunsystem des Körpers einen Virus entdeckt, beginnt es zu reagieren, damit die Zellen den Angriff überleben können.

Ein Prozess namens RNA-Interferenz bricht das virale genetische Material auf.

Das Immunsystem produziert spezielle Antikörper, die sich an Viren binden können, wodurch sie nicht-infektiös werden. Der Körper sendet T-Zellen, um das Virus zu zerstören.

Die meisten viralen Infektionen lösen eine schützende Reaktion des Immunsystems aus, aber Viren wie HIV und neurotrope Viren haben Möglichkeiten, die Abwehr des Immunsystems zu umgehen.

Neurotrope Viren infizieren Nervenzellen. Sie sind verantwortlich für Krankheiten wie Polio, Tollwut, Mumps und Masern.

Sie können die Struktur des zentralen Nervensystems (ZNS) mit verzögerten und fortschreitenden Wirkungen beeinflussen, die schwerwiegend sein können.

Behandlung und Drogen

Bakterielle Infektionen können mit Antibiotika behandelt werden, aber virale Infektionen erfordern entweder Impfungen, um sie an erster Stelle zu verhindern, oder antivirale Medikamente, um sie zu behandeln.

Manchmal ist die einzige mögliche Behandlung eine Linderung der Symptome.

Antivirale Medikamente wurden hauptsächlich als Reaktion auf die AIDS-Pandemie entwickelt. Diese Medikamente zerstören den Erreger nicht, aber sie hemmen ihre Entwicklung und verlangsamen den Krankheitsverlauf.

Antivirale Mittel sind auch verfügbar, um Infektionen mit dem Herpes-simplex-Virus, Hepatitis B, Hepatitis C, Grippe, Gürtelrose und Windpocken zu behandeln.

Impfstoffe

Impfungen sind in der Regel die günstigste und effektivste Möglichkeit, Viren vorzubeugen. Einige Impfstoffe haben erfolgreich Krankheiten wie Pocken beseitigt.

Virusimpfungen bestehen aus:

eine geschwächte Form des Virus
virale Proteine genannt Antigene, die den Körper anregen, Antikörper zu bilden, die Zukunft abwehren werden
Infektionen mit demselben Virus
lebende attenuierte Viren, wie Immunisierung bei Poliomyelitis

Lebend-attenuierte Impfstoffe bergen das Risiko, bei Menschen mit schwachem Immunsystem die ursprüngliche Krankheit zu verursachen.

Gegenwärtig gibt es Impfungen gegen Polio, Masern, Mumps und Röteln. Die weit verbreitete Verwendung dieser Impfstoffe hat ihre Prävalenz dramatisch reduziert.

So bieten zum Beispiel zwei Dosen des Masernimpfstoffs 97 Prozent Schutz vor dieser Krankheit.

Der Masernimpfstoff hat in den Vereinigten Staaten (USA) eine Verringerung der Inzidenz von Masern um 99 Prozent erreicht. Wenn es zu einem Ausbruch kommt, betrifft dies normalerweise Menschen, die nicht geimpft sind.

Manche Menschen entscheiden sich dafür, ihre Kinder nicht zu impfen, und da die meisten Menschen um sie herum impfen, ist das Risiko, an Masern zu erkranken, gering.

Wenn jedoch weniger als 92 bis 95 Prozent der Menschen den Impfstoff erhalten, kann eine Gemeinschaft ihre "Herdenimmunität" verlieren und es kann zu einem Ausbruch kommen. Das Krankheitsrisiko steigt dramatisch.

In den Worten des CDC:

"Antivaxxer helfen alten Krankheiten neues Leben einzuhauchen."

Dies kann auch gefährdete Personen betreffen, die aus irgendeinem Grund nicht in der Lage sind, den Impfstoff zu erhalten, beispielsweise ein geschwächtes Immunsystem.

Virusinfektionen klingen in der Regel ohne Behandlung ab, Medikamente können jedoch Symptome wie Schmerzen, Fieber und Husten lindern.