Autor: Jason Lavender, Duke University
Redakteur: Wei-Chung Chen
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Was sind Viren? Viren sind dafür verantwortlich, dass der Mensch durch eine Erkältung oder Grippe krank wird. In größerem Umfang sind Viren auch für die Entstehung vieler tödlicher Krankheiten verantwortlich, z. B. AIDS (erworbenes Immundefizienzsyndrom), Ebola-Hämorrhagisches Fieber, infektiöse Hepatitis und Herpes.

Im Vergleich zu Bakterien und normalen Zellen haben Viruspartikel keine Ähnlichkeit. Viruspartikel sind etwa ein Millionstel eines Zolls (17 bis 300 Nanometer) lang. Viren sind etwa tausendmal kleiner als Bakterien, und Bakterien sind viel kleiner als die meisten menschlichen Zellen. Viren sind so klein, dass die meisten nicht mit einem Lichtmikroskop, sondern nur mit einem Elektronenmikroskop beobachtet werden können. Viren bestehen aus drei Hauptbestandteilen. Die erste Komponente sind Nukleinsäuren, zu denen DNA und RNA gehören und die eine Reihe genetischer Anweisungen für die künftige virale Vermehrung enthalten. Zweitens gibt es Proteinhüllen, die die Nukleinsäuren schützen. Schließlich gibt es Lipidhüllen, die die Proteinhüllen umgeben, was jedoch nicht bei allen Viren der Fall ist. Viren mit Lipidhüllen werden als umhüllte Viren bezeichnet, im Gegensatz zu nackten Viren. Die Form der Viren variiert stark und reicht von runden Popcornkugeln bis hin zu einer Spinne oder der Apollo-Mondlandefähre.

Ein wesentlicher Unterschied zwischen Viren und Bakterien und Zellen besteht darin, dass sie keine Enzyme tragen, die für die Durchführung der chemischen Reaktionen des Lebens erforderlich sind. Stattdessen tragen sie nur ein oder zwei Enzyme, die ihre genetischen Anweisungen entschlüsseln. Daher sind Viren für die Virusproduktion und als Nährstoff auf Wirtszellen angewiesen. Zu den Wirtszellen gehören in diesem Fall Bakterien, Pflanzenzellen und tierische Zellen. Außerhalb einer Wirtszelle können Viren nicht funktionieren. Aus diesem Grund sind Viren zwischen Lebewesen und Nicht-Lebewesen eingebettet. Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass Viren lebendig sind, weil sie eine Wirtszelle infizieren.Viren sind überall um den Menschen herum und warten auf die Gelegenheit, Wirtszellen zu infizieren, die ihnen die notwendigen Nährstoffe zum Überleben liefern. Sobald sie in den Körper eingedrungen sind, suchen sie sich eine bestimmte Wirtszelle, die sie infizieren können, z. B. Erkältungsviren, die die Zellen der Atemwege oder des Verdauungstrakts angreifen.HIV (Humanes Immundefizienz-Virus), das AIDS verursacht, zielt auf weiße Blutkörperchen wie T-Zellen ab, die den Körper vor fremden Partikeln schützen.

Nach ihrem Eindringen in den Körper folgen die Viren einem bestimmten Zyklus, um neue Viren zu produzieren. Dieser Zyklus wird als lytischer Zyklus bezeichnet. Zunächst heftet sich das Viruspartikel an die Wirtszelle. Anschließend setzt das Partikel seine DNA oder RNA in der Wirtszelle frei. Die injizierte genetische Instruktion rekrutiert die notwendigen Enzyme in der Wirtszelle, die für die Herstellung der verschiedenen Komponenten eines vollständigen Virus verantwortlich sind, die dann zu neuen Viruspartikeln zusammengesetzt werden, die schließlich aus der Wirtszelle ausbrechen und in andere Wirtszellen eindringen. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie die Viren aus der Wirtszelle ausbrechen. Erstens töten sie die Wirtszelle einfach ab, indem sie die Wirtszelle aufbrechen. Die zweite Möglichkeit besteht darin, dass sie sich von der Zellmembran abschnüren und mit einem Stück der sie umgebenden Zellmembran abbrechen (Knospung). Auf diese Weise verlassen umhüllte Viren die Zelle. Auf diese Weise wird die Wirtszelle nicht zerstört.

Während des Virusangriffs reagiert der menschliche Körper auf die Infektion, indem er Chemikalien, so genannte Pyrogene, produziert, die die Körpertemperatur ansteigen lassen. Dieser Temperaturanstieg trägt dazu bei, die Infektion zu bekämpfen, indem er die Vermehrung der Viren verlangsamt.

Der Grund dafür ist, dass chemische Reaktionen im menschlichen Körper bei einer optimalen Temperatur von 37 Grad Celsius (98,6 Grad Fahrenheit) ablaufen. Steigt die Temperatur nur geringfügig über diesen Wert, verlangsamen sich die Reaktionen. Diese Immunreaktion setzt sich fort, bis die Viren aus dem Körper eliminiert sind.

Während einige Viren den lytischen Zyklus zur Erzeugung neuer Viren durchlaufen, gibt es Viren, die eine andere Art von Zyklus durchlaufen. In diesem Zyklus vermehren sich einige Viren, wie Herpes und HIV, nicht sofort. Stattdessen mischen sie ihre genetischen Anweisungen mit den genetischen Anweisungen der Wirtszelle. Wenn sich die Wirtszelle reproduziert, werden die genetischen Anweisungen des Virus in die Nachkommen der Wirtszelle kopiert. Die Wirtszellen können viele Reproduktionsrunden durchlaufen, und dann werden die „schlafenden“ Virusinstruktionen durch ein Umwelt- oder vorherbestimmtes genetisches Signal aufgerüttelt. Die viralen genetischen Anweisungen übernehmen dann die Maschinerie des Wirts und erzeugen neue Viren.

Um die Verbreitung von Viren zu verringern, gibt es mehrere Vorsichtsmaßnahmen, die die Menschen ergreifen können.Zunächst können die Menschen ihre Nase oder ihren Mund bedecken, wenn sie niesen. Außerdem sollte man sich die Hände waschen, nachdem man die Toilette verlassen hat. Und schließlich ist es wichtig, den Kontakt mit den Körperflüssigkeiten anderer zu vermeiden.

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