Freisetzungswege von Viren

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Da ein Virus nur "leben" kann wenn es genügend Unterstützung von einer lebenden Zelle erfährt, muß es früher oder später in eine neue Zelle "umziehen".

Da Viren so konstruiert sind, daß sie in Zellen einbrechen, ist es schwer zu verstehen, wie sie sie z.B. durch budding wieder verlassen.

Einige Viren haben Enzyme, die sowohl den Eintritt wie auch das Verlassen unterstützen.

Ein Beispiel ist das Neuraminidase-Protein des Influenzavirus.
Dieses Protein ist nicht nur fähig, die Bindung vom Virus an den
Rezeptor abzulösen, sondern scheint auch in der Freisetzung
des Virus eine bedeutende Rolle zu spielen.

Behüllte und nichtbehüllte Viren zeigen Unterschiede bei der Freisetzung. Während die Behüllten noch Bausteine der Zelle für Ihre Hülle brauchen, warten die Unbehüllten bis der Zelltod eintritt, um sich zu befreien, oder sie töten die Zelle mittels "death-proteins".

Nichtbehüllte Viren

Zelltod

Nichtbehüllte Viren, wie z.B. Polio, hängen von der Desintegration der infizierten Zelle ab. Da sie aber den Zellmetabolismus schwer durcheinandergebracht haben, stirbt (verhungert) die Zelle sowieso.

"Death-proteins"

Adenoviren werden im Zellkern zusammengebaut. Neben dem Aushungern des Zellmetabolismus verfügt es aber noch über ein Protein (11.6K), das die effiziente Lyse der Zelle vorrantreibt .

Behüllte Viren

Verpacken (wrapping)

Behüllte Phagen und Viren des Genus Iridovirus (Insektenviren) erhalten ihre Hülle nicht durch budding, sondern ähnlich wie Pockenviren durch intrazelluläre Membranen. Pockenviren erscheinen ursprünglich als sichelförmige Strukturen im Cytoplasma, kurz "factories" genannt. Schon hier scheinen sie eine Hülle zu haben, die jedoch nicht aus Membranproteinen sondern wohl von den Cisternae des intermediären Kompartments (ER, Golgi) stammen. Die virale Hülle ist eine Doppelschicht, entsprechend einer gefalteten Membran und der Membran von Cisternae ähnlich.

Knospung (budding)

Das Freisetzen von behüllten Viren durch budding kann (Rhabdo, Herpes) muß aber nicht (Retro) die Zelle schädigen.

Umhüllung an der

Kernmembran: Einige Viren, wie Herpes, bauen sich im Zellkern zusammen. Virale Proteine werden zwar im Cytoplasma synthetisiert, kommen aber in den Zellkern zurück. Diese bekommen ihre Hülle wenn sie sich durch die innere Kernmembran bewegen. Diese Kernmembran enthält auch die viralen Hüllproteine, die inkorporiert und später glycosiliert werden. Die Viruspartikel akkumulieren zwischen äußerer und innerer Lamelle und werden in einem Vesikel durch das Cytoplasma an die Zelloberfläche transportiert. Die Knospung ist in diesem Fall aber tödlich für die Zelle.
Intrazellulären Membran: Viren, die ins endoplasmatische Retikulum knospen, werden über den Golgi-Apparat in Vesikel geschleust. Diese werden dann an die Plasmamembran gebracht, mit der sie fusionieren. Darauf wird das Virus aus der Zelle freigesetzt.
Plasma/Cytoplasma-Membran: Die meisten Viren bekommen jedoch eine Hülle vom Plasma oder einer cytoplasmatischen Membran.
Dieser Prozess besteht aus 5 Schritten
- Nucleocapside formen sich im Cytoplasma
- Regionen in der Zellmembran lagern virale Glycoproteine ein
- Interaktion von cytoplasmatischen "Schwänzen" der Glycoproteine mit den Nucleocapsiden oder Matrixproteinen
- Nucleocapsid wird an die Membran gebunden
- Umstülpen der Membran um das Virus, ergo Knospenbildung.

HIV gag Fusionsprotein p55 wird in die Lipidmembran inseriert.
Dieser Schritt ist von der N-terminalen Myristylierung des p55 abhängig.

Mehrere inserierte p55 Moleküle kommen zusammen, um ein „Patch" zu bilden.
Diese Assoziation zwischen einzelnen p55 Molekülen ist entweder von einer
Protein- Protein-Wechselwirkung oder durch Assoziation mit der viralen RNA abhängig.

Jedenfalls bewirkt diese Assoziation eine Krümmung des Patches. Dieser gekrümmte
Patch knospt durch die Plasmamembran, die schon mit viralen Hüllproteinen bestückt ist.
Es wird postuliert, daß nicht nur das zufällige Vorhandensein von Hüllproteinen in der
Plasmamembran diesen Prozeß steuert, sondern daß direkte Wechselwirkungen zwischen
dem p55 gag-Protein und den Hüllproteinen bestehen.

Das gag Fusionsprotein p55 besteht auch aus pol-Teilen (reverse Transkriptase, Integrase,
Protease), die dann während der späteren Reifung des Virus gespalten und reorganisiert
werden. Dies stellt sicher, daß die nötigen präformierten Proteine, die für die Virusinfektion
nötig sind, auch im Virus vorhanden sind. Andere Proteine und Makromoleküle werden
unspezifisch inkorporiert. Die tRNA-Primer werden in Verbindung mit der RNA inkorporiert.

Während dieses Prozesses werden Wirtsproteine aus dem Virion verdrängt. Nur Retroviren nehmen welche auf.

Falls sie nur aus einem bestimmten Bereich der Zelle ausbrechen, ist da auch noch die Frage, wie sie die apikale oder basale Membran der Zelle unterscheiden. Interaktionen zwischen viralen Glycoproteinen und zelluläre Signale sind wahrscheinlich hierbei beteiligt. In der Abwesenheit von "tight junctions", die die basalen und apicalen Seiten einer Zelle definieren, können Viren aus beiden Seiten knospen.

Zelluläre und auch virale Proteine wandern zu der einen oder anderen
Membran der Zelle. Sollte eine Zelle z. B. sowohl mit einem Rhabdovirus
als auch mit einem Orthomyxovirus infiziert werden, knospt das
Rhabdovirus von der basalen Membran, während das Orthomyxovirus
von der apikalen Membran hervordringt.