Aufbau und Vermehrung von Viren einfach erklärt

Viren kann man nicht nur anhand von Aufbau, Form und Größe unterscheiden, sondern auch anhand ihres Vermehrungszyklus.

Jedes Virus besteht aus einer Eiweißkapsel, dem sogenannten Kapsid, in dem das Genom, also das Erbgut, gespeichert wird. Die Einheit aus Kapsid und Genom wird als Nukleokapsid bezeichnet. Das Genom kann sowohl aus RNA (Ribonukleinsäure) als auch aus DNA (Desoxyribonukleinsäure) bestehen. Man unterscheidet daher DNA- und RNA-Viren. Dabei kann das Genom doppelsträngig (ds) oder einzelsträngig (ss) vorliegen. Beispiele für die verschiedenen Genomarten werden in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Das Virusgenom kann zirkulär oder linear vorliegen. Bei einigen Viren kann es auch segmentiert sein. 

Viren, die nur ein Nukleokapsid besitzen, werden als nackte Viren bezeichnet. Einige Viren besitzen aber zusätzlich noch eine äußere Hüllmembran. Diese Viren bezeichnet man als behüllte Viren. Diese Membran ist eine von der Wirtszelle stammende Phospholipiddoppelschicht. Diese Membran besitzt integrierte virale Proteine, die sogenannten Spikes, die für das Andocken des Virus an die Wirtszelle notwendig sind. 

Viren können sehr unterschiedliche Formen aufweisen. Neben kugel- und würfelförmigen Viren gibt es auch stäbchen- oder fadenförmige Viren. Die folgende Abbildung zeigt die unterschiedlichen Formen, die auch für die unterschiedliche Vermehrung von Viren ihre Bedeutung haben.

Die meisten Bakteriophagen, also Viren, die Bakterien befallen, unterscheiden sich im Aufbau von anderen Viren. Viele Bakteriophagen besitzen eine Unterteilung in Kopf- und Schwanzteil.

Die Virusvermehrung kann in mehrere Teilschritte unterteilt werden: das Andocken an und Eindringen in die Wirtszelle, die Freisetzung des Genoms und die Vermehrung  sowie Zusammen- und Freisetzung der Viren.

Das Anheften der Viren an die Wirtszelle geschieht nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip über die Oberflächenproteine in Kapsid oder Hülle (Spikes) an die Rezeptoren. Diese Zielstrukturen aufseiten der Wirtszelle sind dafür verantwortlich, ob nur bestimmte Zelltypen oder alle Zellen befallen werden. Das Eindringen in die Zelle geschieht bei behüllten Viren in der Regel durch Fusion der äußeren Hülle mit der Membran der Wirtszelle und bei nackten Viren durch Endozytose. Nach Freisetzung des viralen Genoms kann die Vermehrung des Virus in zwei Arten unterschieden werden: lytische oder lysogene Virusvermehrung. Beim lytischen Zyklus vermehrt sich das Virus und tötet anschließend typischerweise die Wirtszelle bei der Freisetzung ab. Dagegen wird beim lysogenen Zyklus das virale Erbgut zunächst in das Wirtsgenom integriert und kann sich so unbemerkt über viele Jahre vermehren, ohne dem Wirt zu schaden.