Molekulare und Medizinische Virologie - Cheatsheet.pdf

Aufbau und Struktur von Viren

Definition:

Grundlegende Strukturmerkmale und Zusammenbau von Viren

Details:

• Größe: 20-300 nm
• Genom: DNA oder RNA, einzel- oder doppelsträngig
• Kapsid: Proteinhülle um das Genom, aufgebaut aus Kapsomeren
• Symmetrien: ikosaedrisch, helikal oder komplex
• Hülle: Lipidmembran bei behüllten Viren, enthält virale Glykoproteine
• Unbehüllt: Keine Lipidmembran, nur Kapsid
• Enzyme: Bei einigen Viren vorhanden, z.B. Reverse Transkriptase bei Retroviren

Replikationszyklen verschiedener Viren

Definition:

Verschiedene Viren haben unterschiedliche Replikationszyklen, die bestimmen, wie sie sich innerhalb ihrer Wirtszellen vermehren.

Details:

• Absorption und Penetration: Virus bindet an die Wirtszelle und dringt ein.
• Uncoating: Freisetzung der viralen Nukleinsäure ins Zellinnere.
• Replikation und Transkription: Vervielfältigung des viralen Genoms und Bildung viraler mRNA.
• Translation: Synthese viraler Proteine.
• Assembly: Zusammenbau neuer Virionen.
• Freisetzung: Freisetzung neuer Viren, häufig durch Zelllyse oder Knospung.
• Zyklen unterscheiden sich zwischen DNA- und RNA-Viren sowie zwischen behüllten und unbehüllten Viren.

Molekulare Mechanismen der Virulenz

Definition:

Molekulare Mechanismen, durch die Viren Pathogenität und Infektionsfähigkeit erwerben und aufrechterhalten.

Details:

• Adhäsion: Virusrezeptoren binden an Wirtszellenoberflächen
• Entry: Fusion oder Endozytose zur Aufnahme in die Wirtszelle
• Replikation: Nutzung der zellulären Maschinerie zur Vervielfältigung des Virusgenoms
• Immunevasion: Mechanismen zur Umgehung des Immunsystems
• Zellschädigung: Direkte (zytopathische Effekte) und indirekte (Entzündungsreaktionen) Schäden an der Wirtszelle
• Virulenzfaktoren: Proteine und Enzyme, die Infektionsprozesse fördern

Strategien der Viren zur Umgehung des Immunsystems

Definition:

Viren haben verschiedene Mechanismen entwickelt, um das Immunsystem zu umgehen und eine persistente Infektion zu ermöglichen.

Details:

• Antigenvariation: Veränderung von Oberflächenproteinen, um vom Immunsystem nicht erkannt zu werden
• Immunsuppression: Hemmung der Immunantwort durch spezifische Proteine
• Inhibition der Antigenpräsentation: Verhinderung der MHC-I oder MHC-II Präsentation
• Induktion von Apoptose in Immunzellen
• Veränderung zellulärer Signalwege: Eingriff in Signaltransduktionskaskaden
• Verstecken in Immun-privilegierten Geweben: z.B. im Nervensystem
• Verwendung von viralen Zytokinen und Chemokinen

Angeborene und adaptive Immunantworten gegen Viren

Definition:

Unterscheidung zwischen sofortiger (innater) und spezifischer (adaptiver) Immunabwehr gegen virale Infektionen.

Details:

• Angeborene Immunantwort: Schnelle, unspezifische Abwehr; Zellen wie Makrophagen, dendritische Zellen, natürliche Killerzellen (NK); lösliche Moleküle wie Zytokine, Interferone.
• Adaptive Immunantwort: Langsamere, spezifische Abwehr; T-Zellen (CD8+ zytotoxisch, CD4+ T-Helferzellen) und B-Zellen (Antikörperproduktion); Bildung von Gedächtniszellen für schnellere Reaktion bei erneuter Infektion.
• Schlüsselmoleküle: Antigene, MHC-Komplexe, T-Zell-Rezeptoren (TCR), B-Zell-Rezeptoren (BCR).
• Kinetik: Innate Immunantwort innerhalb von Stunden bis Tagen, adaptive Immunantwort innerhalb von Tagen bis Wochen.
• Interaktion: Innate Immunität aktiviert und formt die adaptive Immunreaktion durch Antigenpräsentation und Zytokinausschüttung.

Molekulare Diagnostik: PCR, RT-PCR

Definition:

Molekulare Diagnostikmethoden zur Amplifikation und Quantifizierung von DNA und RNA.

Details:

• PCR (Polymerase-Kettenreaktion): Methode zur Vervielfältigung spezifischer DNA-Sequenzen.
• DNA-Denaturierung: Trennung der Doppelstrang-DNA in Einzelstränge durch Erhitzen auf ca. 94-98°C.
• Priming: Anlagerung von spezifischen Primern an die Einzelstränge bei ca. 50-65°C.
• Elongation: DNA-Polymerase verlängert die Primer bei ca. 72°C.
• RT-PCR (Reverse Transkriptase PCR): Bestimmung von RNA durch Umwandlung in cDNA mittels Reverse Transkriptase, gefolgt von PCR.
• Quantitative RT-PCR (qRT-PCR): Quantifizierung von RNA-Mengen in Echtzeit durch Fluoreszenzsignale während der PCR-Amplifikation.
• Formel zur Berechnung der Amplifikationsrate: A = 2^n , wobei A die Anzahl der DNA-Kopien und n die Anzahl der Zyklen ist.

Mechanismen und Wirkungsweise antiviraler Medikamente

Definition:

Mechanismen und Wirkungsweise antiviraler Medikamente - antivirale Medikamente sollen die Vermehrung von Viren im Körper unterbinden oder verhindern.

Details:

• Hemmen virale Enzyme: z.B. Reverse Transkriptase-Inhibitoren (Hemmung der Virusreplikation bei Retroviren)
• Blockieren virale Bindungsstellen: z.B. Entry-Inhibitoren (Verhindern das Eindringen des Virus in die Wirtszelle)
• Fördern virusspezifische Immunantwort: z.B. Interferone (Erhöhen die antivirale Abwehr des Körpers)
• Inhibieren Virusfreisetzung: z.B. Neuraminidase-Inhibitoren (Verhindern die Freisetzung neuer Virenpartikel)
• Resistenzentwicklung: Mutationen im viralen Genom führen zu Resistenzen
• Kombinationstherapie: Verwendung multipler Medikamente zur Vermeidung von Resistenzen
• Bsp. Medikamente: Acyclovir (Herpes), Oseltamivir (Influenza), AZT (HIV)

Rolle von Virulenzfaktoren in der Pathogenese

Definition:

Rolle von Virulenzfaktoren in der Fähigkeit eines Mikroorganismus, Krankheiten zu verursachen und sich im Wirtsorganismus zu vermehren.

Details:

• Virulenzfaktoren sind Moleküle, die Pathogene bei der Invasion und Schädigung von Wirtsgeweben unterstützen.
• Adhäsine: ermöglichen Adhärenz an Wirtszellen.
• Invasine: fördern die Penetration und Verbreitung in Wirtsgewebe.
• Toxine: schädigen direkt Gewebe und unterdrücken das Immunsystem.
• Immunevasion: Mechanismen zur Umgehung der Immunantwort (z.B. Kapselbildung, Antigenvariation).
• Enzyme: z.B. Hämolysine, Kollagenasen, und Hyaluronidasen zerstören Gewebe und fördern Ausbreitung.
• Siderophore: binden Eisen und machen es dem Pathogen zugänglich.