Die Familie der Paramyxoviren besitzt ein nicht segmentiertes RNA-Genom in Negativstrangorientierung.Ihr Replikationsmechanismus ähnelt dem der Rhabdoviren, ohne daß Sequenzhomologien vorhanden sind.
Nach Adsorbtion an neuraminhaltige Oberflächenstrukturen der Wirtszelle und Fusion mit der Hüllmembran mittels F-Protein wird das Nucleocapsid in das Cytoplasma eingeschleust. Eine im Nucleocapsid vorhandene RNA-abhängige RNA-Polymerase leitet die Transkription der m-RNA ein, die jeweils an einem der 5 intergenischen Consensussequenzen gestoppt wird. So ergeben sich 6 m-RNA's für die verschiedenen viralen Proteine, wobei vom ersten N-Protein sehr viel, vom letzten L-Protein sehr wenig vorhanden ist.
Das nun häufig vorhandene N-Protein verhindert im Verlauf das Abbrechen der Transkription an den Consensussequenzen und durch Antitermination entsteht durchgehende RNA als Antigenom, das mit H-Protein komplexiert ist. Diese Matrize wird in RNA-Minusstränge übersetzt.Andere Virusproteine (M, F, HN,..) haben sich zwischenzeitlich innen an der Zellmembran festgesetzt, der RNA-Komplex interagiert mit diesen und so schnürt sich ein neuer Viruspartikel von der Zelloberfläche ab.
Unterfamilie Genus Mensch Tier Paramyxoviridae Paramyxovirus
Neuraminidase causes
haemagglutinationParainfluenza 1, 3
NipahSendai-virus
Bronchopneumonie des
Rindes (PI 3)Rubulavirus
Neuraminidase causes
haemagglutination,+ small
hydrophobic SH proteinMumpsvirus
Parainfluenza 2, 4Newcastle disease
Vogelparamyxov. 2-9
Zwingerhusten (PI 2)Morbillivirus
causes haemagglutination
but no NeuraminidaseMasern Hundestaupe
Rinderpest
Peste des petites ruminants
Seehund-Staupe
Pneumoviridae Pneumovirus
No haemagglutinationRespiratorisches Syncytialvirus Respiratorisches Syn-
cytialvirus d. Rind
Paramyxoviren sind bei Tier und Mensch weit verbreitet.
Parainfluenzaviren und RSV erzeugen respiratorische Erkrankungen.
Morbiliviren und Mumps sorgen für systemische Erkrankungen
Masernvirus kann als persistierende Infektion über Jahre im Organismus ausharren. Deshalb werden diese Viren auch zu den slow viruses gezählt.
Paramyxoviren werden in 2 Unterfamilien eingeteilt: Paramyxovirinae und Pneumovirinae.
Paramyxovirinae werden in 3 Subgenera eingeteilt, die auf Unterschieden in der Funktion der Membranproteine beruhen.
Da in infizierten Zellen große Mengen an Nucleocapsidproteinen gebildet werden, zeigen sie charakteristische cytoplasmatische Einschlußkörperchen.
Syncytienbildung ist häufig (F-glycoprotein).
Die Virione sind pleiomorph, spheroid oder filamentös rund
Sie sind behüllt und 1000 - 10.000 nm lang.
Die RNA ist durch Nucleoproteine helikal komplexiert.
HN - Hämagglutinin (H) + Neuraminidase (N)-Aktivität ; 70 -80 kD, Verantwortlich für die Adsorbtion.
Masern - dort als H-Protein bezeichnet - keine Neuraminidase-Aktivität;
RSV - G-Protein - keine der beiden Aktivitäten (84 - 90 kD).
F - besteht aus 2 disulphide-linked subunits (F1 + F2) -Verantwortlich für Zellfusion + Hämolyse, glycosiliert, 60 - 65 kD
M (matrix)-Protein: Innenauskleidung der Hülle
NP - nucleoprotein, Hauptkomponente des Nucleocapsids
L - protein: RNA-abhängige RNA-Polymerase, L = large >200kD
P - Polymerase-Aktivität zusammen mit L-Protein
Non-segmented (-)sense RNA, 17-20kb.
Die linear arrangierten 6 Gene sind von sich wiederholenden Sequenzen unterbrochen, einem Polyadenylationssignal am Ende jedes Gens, der intergenischen Sequenz GAA, gefolgt von dem Translations-Startsignal des nächsten Gens.
Sehr ähnlich für alle Viren dieser Gruppe.
Bis auf Orthomyxoviren verlaufen alle Schritte im Cytoplasma.
Paramyxovirus-Replikation ist resistent gegen Actinomycin D.
Adsorption mittels HN-, H- or G-Protein.
Rezeptor ist die neuraminsäurehaltige Oberflächenkomponente der Zellen.
Das fusionsvermittelnde F-Protein verursacht die Verschmelzung der Hüllmembran des Virions mit der Cytoplasmamembran.
Das NH2 (aminoterminale) Ende des F1-Proteins ist hydrophob und bevorzugt deswegen die hydrophobe Umgebung der Lipidschicht.
Der fluide Charakter der Lipidschichten fördert die Verschmelzung.
Das Nucleocapsid gelangt so in die Zelle.
Alle weiteren Schritte laufen im Cytoplasma ab.
Eine RNA-abhängige RNA-Polymerase ist mit dem Nucleocapsid assoziiert
(L -Protein).
Beginnt am 3'-Ende der RNA im Bereich der Leadersequenz => es wird eine
kurze, zur Leader-Sequenz komplementäre RNA gebildet, die vor dem Beginn
des N-Gens, im Bereich des "E"-Teils der Consensussequenz, abbricht.
Der Polymerasekomplex rückt dann einige Nucleotide weiter bis zum Startsignal der m-RNA-Synthese (im "S"-Teil der Consensussequenz) des P-Gens, beginnt wieder und läuft weiter bis zum "E"-Teil am Ende des N-Gens.
Dieser Vorgang wird wiederholt.
Am Ende liegen 6 verschiedene m-RNA's vor.
Alle sind gecappt (durch das Nucleocapsidprotein P) und polyadenyliert.
Dieser Prozeß ist ineffizient und es entsteht mehr N-RNA als P-RNA, usw....
Diese RNAs werden entweder direkt translatiert oder weiter editiert. Das P-Protein fügt in gezielter Weise G-Nucleotide (Guanosinreste) in die RNA ein. Dadurch enstehen neue Leseraster.
Ähnliche Verhältnisse finden sich auch bei den Proteinen.
2 - 4 Stunden p.i. sind die ersten Proteine meßbar.
Die Funktion der leader (L) ist unbekannt
Wenn genug N -Protein gebildet ist, interagiert es mit der leader-RNA und verhindert den Abbruch an der "E"-Consensus-Region. Dies nennt sich Anti-Termination. Dadurch ensteht ein durchgehendes RNA-Molekül (Antigenom) das durchgehend mit Protein N komplexiert ist.
Ein Komplex aus N- und P-Protein interferiert mit dem L-Protein (Polymerase). Dadurch produziert das L-Protein hauptsächlich durchgehende Antigenome.
Die Synthese von durchgehenden RNA- Molekülen ist Vorausetzung für
die Bildung neuer Virusgenome. Das Antigenom wird als Matrize für die
Produktion neuer Virusgenome verwendet. Diese werden sofort durch Bindung
an N-Proteine bedeckt, P- und L-Proteine binden sich auch.
Der RNA-N-, P-, L-Komplex interagiert mit dem M-Protein.
Diese lagern an der Innenseite der Cytoplasmamembran, wo sich hohe lokale
Konzentrationen von F-, HN-, H- oder G-Proteinen befinden.
Die Membran stülpt sich an dieser Stelle aus und es ensteht ein neues Viruspartikel durch budding.
Further reading
http://www-micro.msb.le.ac.uk/335/Paramyxoviruses.html