De opbouw van virussen

invoering

Virussen zijn kleine parasieten die potentiële ziekteverwekkers zijn. Ze komen overal voor en zijn in elke cel te vinden. Net als andere parasitaire organismen hebben ze een vreemd organisme nodig om zich voort te planten. Denk bijvoorbeeld aan planten, dieren of mensen. Virussen die een zwak immuunsysteem of zwakke mensen, zoals kinderen, infecteren, kunnen tot infectie leiden. De virussen komen het lichaam binnen via lichaamsopeningen zoals de mond, neus, ogen of via geslachtsgemeenschap. Tegenwoordig kan men zich tegen sommige infectieziekten beschermen met vaccinaties en geschikte anticonceptie.
Bekende infectieziekten die via virussen worden overgedragen, zijn AIDS (HI-virus) of mazelen bij kinderen.

Hoe is een virus gestructureerd?

Een virus is een klein organisme dat alleen met een elektronenmicroscoop kan worden bekeken. Qua grootte bevinden de virussen zich in het nanometerbereik, al zijn er zeker grotere (Marburgvirus met circa 1000 nm) en kleinere virussen (poliovirus met een diameter van circa 30 nm). Omdat virussen tot de verplichte parasieten behoren, kunnen ze geen metabolisme aansturen en zijn ze daarom afhankelijk van een gastheercel.
Virussen bestaan ​​uit een paar componenten. Net als andere organismen bestaat hun genetische samenstelling uit nucleïnezuur. Afhankelijk van het virus kunnen deze worden toegewezen aan DNA of RNA. Bovendien kan dit genetisch materiaal in veel verschillende vormen in het virus aanwezig zijn.Het genetisch materiaal kan bijvoorbeeld uit een enkele streng of een dubbele streng bestaan ​​en recht of cirkelvormig zijn. In totaal kan het nucleïnezuur tot 30% van het totale gewicht van het virus opnemen.

Lees verder naar DNA.

Het genoom van het virus wordt omhuld door structurele eiwitten (capsomeren) die het genetisch materiaal beschermen tegen omgevingsinvloeden. In hun geheel worden deze structurele eiwitten capsiden genoemd omdat ze een soort capsule vormen rond het DNA / RNA. Het complex van capside en nucleïnezuur wordt een nucleocapside genoemd.
Afhankelijk van het type virus is er ook een virusenvelop. Dit omvat een dubbele schaal gemaakt van vet (lipidenomhulsel), dat afkomstig is van de schaal van de gastheercel. Als virussen zo'n vette envelop hebben, worden ze omhulde virussen genoemd, de rest zijn naakte virussen. Omhulde virussen zijn gevoelig voor in vet oplosbare stoffen. Dergelijke virussen verliezen hun besmettelijkheid wanneer ze worden behandeld met in vet oplosbare chemicaliën. Om deze reden zijn naakte virussen vaak resistenter dan omhulde virussen. In deze vette envelop kunnen ook glycoproteïnen worden opgeslagen, die zich dus op het oppervlak van het virus bevinden. Deze zijn in de elektronenmicroscoop zichtbaar als kleine verlengstukken en staan ​​bekend als spikes. Hun functie is om zich te hechten aan de gewenste gastheercel en zo het virus te helpen binnendringen.
Sommige virussen bevatten ook speciale enzymen. Een voorbeeld hiervan is het humaan immunodeficiëntievirus (HI-virus), dat een retrovirus is en een reverse transcriptase heeft. Dit enzym is in staat om een ​​RNA in een DNA te transcriberen. Reverse transcriptase is ook het doelwit van verschillende stoffen die worden toegediend als medicijn tegen de infectieziekte.

Lees hier meer Enzymen.

Illustratie van een virus

Virussen (enkelvoudig virus)

1. Virus envelop
   Lipide dubbellaag
2. Capsule (capside)
   Eiwit omhulsel
   Capsomeren
3. Nucleïnezuur
   (RNA- of DNA-virussen)
   Ribonucleïnezuur
   Desoxyribonucleïnezuur
4. Membraaneiwitten
   Lipide-eiwitten (pieken)
5. Capsomer (subeenheid)
   A - niet-omhuld virus
   (Nucleic capside)
   B - omhuld virus
   (Virion)
   Constructie vanaf:
   Genetisch materiaal - Nucleïnezuren
   Eiwitten - Eiwitten
   Lipiden (soms)

Een overzicht van alle Dr-Gumpert-afbeeldingen vindt u op: medische illustraties

Hoe verschillen virussen in hun structuur?

De vele virussen kunnen op basis van hun structuur in verschillende groepen worden verdeeld.
Een belangrijk criterium voor de classificatie is het type nucleïnezuur. Sommige virussen coderen hun genetisch materiaal met DNA, andere gebruiken hiervoor RNA.
Met betrekking tot het genoom kunnen verdere classificatiecriteria worden bepaald. Er wordt onderscheid gemaakt tussen enkelstrengs en dubbelstrengs nucleïnezuren. Bovendien kan dit in het virus recht (lineair) of circulair (circulair) zijn.
Het genetisch materiaal van een virus hoeft niet per se in zijn geheel beschikbaar te zijn, maar kan ook in fragmenten worden opgedeeld. In dit geval spreekt men van een virus met een gesegmenteerd nucleïnezuur.
Naast DNA- en RNA-virussen zijn er virussen die een reverse transcriptase gebruiken. Dit enzym is zo bijzonder dat dergelijke virussen weer als een aparte groep worden gezien. Deze virussen zijn in staat hun RNA om te zetten in DNA en het te integreren in het DNA van de gastheercel.
Het capside, d.w.z. de envelop van het genoom gemaakt van structurele eiwitten, kan ook verschillende vormen hebben. Deze variëren van een spiraalvorm en een kubische structuur tot een icosaëder omhulsel van het nucleïnezuur.
Een ander opvallend onderscheidend kenmerk van virussen is de aan- of afwezigheid van een vette envelop (lipidenvelop). Deze omringt de nucleocapside, zodat er sprake is van omhulde of naakte virussen. Bekende virussen met een omhulsel van vetten zijn bijvoorbeeld de herpesvirussen en het HI-virus.

De structuur van bekende virussen

HI-virus ("HIV")

Het HI-virus ("HIV", humaan immunodeficiëntievirus) behoort tot de retrovirussen en kan worden toegewezen aan het geslacht van lentivirussen. Het HI-virus is ongeveer 100 nm groot en is daarom een ​​van de grotere virussen.
Het HIV-virusgenoom bestaat uit twee enkelstrengs RNA's die door reverse transcriptase in DNA kunnen worden getranscribeerd. In de capside bevindt zich niet alleen het RNA, maar ook de reverse transcriptases en intergrasen. Met behulp van deze enzymen kan de genetische informatie die in DNA wordt getranscribeerd, worden opgenomen in het DNA van de gastheercel en zo door het organisme worden verspreid. Bovendien zijn er door het hele virus proteasen, die betrokken zijn bij de vorming van nieuwe infectieuze virussen.
De aanwezigheid van een dubbele lipidenlaag maakt het een omhuld virus. In deze vette schaal worden verschillende oppervlakte-eiwitten opgeslagen. Daarnaast zie je onder de elektronenmicroscoop ongeveer 10 tot 15 processen per hiv-virus die uit de vette envelop steken. Deze zogenaamde spikes zijn eiwitcomplexen die een belangrijke rol spelen op het pad van infectie. Met behulp van de spikes herkent het HI-virus de doelcellen die alle CD4-receptoren ontwikkelen. De doelwitcellen van het hiv-virus zijn met name T-helpercellen (onderdeel van het adaptieve immuunsysteem), die het immuunsysteem van de geïnfecteerde patiënt verzwakken.

Lees meer over dit onderwerp: HI-virus en HIV

Griepvirus

Het griep- of influenzavirus kan de "echte" griep (influenza) veroorzaken, die enorm sterkere symptomen heeft dan verkoudheid. Er zijn verschillende soorten griepvirus, die in kleine details qua structuur verschillen. Alle griepvirussen hebben echter dezelfde basisstructuur. Het griepvirus

• is ongeveer 100 nm groot,
• behoort tot de RNA-virussen,
• heeft acht enkelstrengs RNA-strengen als genetisch materiaal, die vaak aanwezig zijn als fragmenten,
• is omgeven door een laag vet, zodat men spreekt van een omhuld RNA-virus en
• bevat verschillende enzymen, zoals het RNA-polymerasecomplex (verantwoordelijk voor de replicatie van het genetisch materiaal)

Zie voor meer informatie over de ziekte die het virus veroorzaakt Griep.

Mazelenvirus

Het mazelenvirus veroorzaakt de kinderziekte mazelen. Deze ziekteverwekker treft alleen mensen, zodat de enige infectiebron een zieke is.

Het mazelenvirus is een groot virus met 100 tot 250 nm. Het behoort tot de RNA-virussen en is verpakt in vet (lipidenomhulsel). Dit omhulde RNA-virus kan worden toegewezen aan de groep paramyxovirussen, die allemaal worden overgedragen via druppelinfectie. Dit betekent dat de ziekteverwekker door de lucht wordt verspreid, veroorzaakt door bijvoorbeeld niezen, hoesten of gewoon praten. Een infectie met het virus leidt bijna altijd tot een uitbraak van mazelen.

De eenvoudigste bescherming tegen deze ziekte is een vaccinatie bij kinderen. Vaak wordt dit als combinatievaccinatie aangeboden, zodat men tegelijkertijd beschermd is tegen mazelen, rubella en bof.

Lees daarover Vaccinatie tegen mazelen

Hepatitis B-virus

Het hepatitis B-virus veroorzaakt hepatitis B, een ontsteking van de lever. Deze infectieziekte komt wereldwijd het meest voor en kan leiden tot levercirrose of levercelcarcinoom.

Het virus is een omhuld DNA-virus, waarbij het erfelijk materiaal deels dubbelstrengs is. Bovendien heeft het hepatitis B-virus, net als het HI-virus, een reverse transcriptase. Dit enzym transcribeert RNA-kopieën van het genoom in DNA. Deze virale genetische informatie wordt vervolgens opgenomen in het DNA van de gastheercel. Het virus zit nu in de geïnfecteerde levercellen, wat therapie moeilijker maakt.

Tegenwoordig is vaccinatie tegen hepatitis B mogelijk en wordt aanbevolen voor kinderen. Als u al een ziekte heeft, kunt u verschillende middelen gebruiken die tegen de virussen zijn gericht (antivirale middelen). Deze behandeling heeft echter een breed scala aan bijwerkingen.

Lees meer over transmissieroutes, symptomen en behandelingsopties voor Hepatitis B.

Verdere informatie

Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in de volgende onderwerpen:

• DNA
• Enzymen
• HI-virus
• Vaccinatie tegen mazelen
• Hepatitis B.