Eine Illustration zeigt Bakteriophagen auf einem Bakterium.
Wie von einem anderen Stern: Bakteriophagen haben zusätzlich zu ihrem Viruskopf meist einen Einspritzapparat, um ihr Erbgut in den Wirt zu injizieren, sowie Schwanzfibern und Spikes, die auf dem Bakterium anhaften. © iLexx / iStock / Getty Images Plus

Viren

WAS KÖNNEN EIGENTLICH VIREN?

Die kleinen Krankheitserreger werden, besonders im Zusammenhang mit der Corona-Pandemie, heiß diskutiert. Wie funktionieren sie, wie kann man sie bekämpfen? Aber wir stellen uns auch eine andere Frage: Können wir sie uns zu Nutze machen?

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Das Wort Virus stammt aus dem Lateinischen und bedeutet "Gift" oder "Schleim". Erstmals verwendete es der römische Medizinschriftsteller Aulus Cornelius Celsus im ersten Jahrhundert vor Christus. Er beschrieb damit Tollwut-infizierten Speichel. Über die Jahrhunderte zog man den Begriff immer wieder heran, um ansteckende Erkrankungen zu benennen. Doch erst seit Ende des 19. Jahrhunderts sind die kleinen biologischen Einheiten bekannt. Als Lebewesen gelten Viren nicht, denn von den wichtigen Kriterien des Lebens erfüllen sie nicht alle. Zwar enthalten sie einen genetischen Bauplan und können sich durch Mutation anpassen. Da sie jedoch nicht aus Zellen bestehen, haben sie kein Zellplasma und dadurch keine Mitochondrien und Ribosomen. Zur Reproduktion und zum Stoffwechsel sind sie damit selbst nicht fähig, sie benötigen eine Wirtszelle. So gelten sie als "dem Leben nahestehend".

Ein Virus kann zwei Zustandsformen annehmen: Entweder es befindet sich in einer Wirtszelle und nutzt die dortigen Strukturen zur Replikation. Oder es befindet sich außerhalb einer Wirtszelle, dann spricht man korrekterweise von einem Virion.

Kompakte Strukturen, komplexe Unterscheidung
Viren sind mit 15 bis 440 Nanometern Größe winzig. Sie haben ihre Bestandteile auf das Nötigste zusammengeschrumpft: Lediglich eine Art von Nukleinsäure als Erbgut und eine Verpackung besitzen sie, teilweise auch Enzyme, die sie zur Replikation benötigen. Die meisten Viren haben als Außenbegrenzung ein Kapsid aus Eiweißen. Das Influenza-Virus nutzt stattdessen ein Ribonukleoprotein, in dem auch die Erbinformation eingebaut ist. Einige Viren werden zusätzlich von einer Virushülle umkleidet, einer Lipiddoppelschicht mit Membranproteinen. Daran, ob sie diese Schicht besitzen, unterscheidet man Viren in behüllte und unbehüllte.

Auch anhand der enthaltenen Erbsubstanz und der Art und Weise, wie sie diese in Boten-Ribonukleinsäure (mRNA) umwandeln, lassen Viren sich einteilen. Diese Baltimore-Klassifikation unterscheidet:

• dsRNA: Doppelstrang-DNA-Viren
• (+)ssDNA: Einzelstrang-DNA-Viren
• dsRNA: Doppelstrang-RNA-Viren
• (+)ssRNA: Einzelstrang-RNA-Viren
• (-)ssRNA: Einzelstrang-RNA-Viren
• (+)ssRNA-RT: Doppelstrang-RNA-Viren, die mittels Reverser Transkriptase ein DNA-Zwischenstadium annehmen (Retroviren)
• dsDNA-RT: Doppelstrang-DNA-Viren, die mittels Reverser Transkriptase ein RNA-Zwischenstadium annehmen

Bei Einzelstrang-Viren gibt das + an, dass das Erbgut bereits die benötigten Basenpaare enthält. Ein - bedeutet, das Erbgut enthält die komplementären Basenpaare, die eigentliche Erbinformation muss daraus ergänzend abgelesen werden. Einzelstrang-Erbgut wird durch ss (single-stranded), Doppelstränge durch ds (double-stranded) dargestellt.

Die dritte Möglichkeit der Virus-Einteilung ähnelt der für Pflanzen und Tiere: Man kann Viren in Familien, Gattungen und Arten klassifizieren. Aus allen drei Merkmalen ergibt sich die Beschreibung eines Virus. SARS-CoV-2 ist beispielsweise ein behülltes (+)ssRNA-Coronavirus. Fieberbläschen an den Lippen hingegen entstehen durch ein behülltes dsDNA-Humanes Herpesvirus. Die Art des Virus ist für seine Behandlung und für seine Reaktion auf Desinfektionsmittel ausschlaggebend.

„Was können eigentlich Viren?”

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