Viren – Aufbau

Viren – Aufbau Übung

• Stelle den Aufbau von Viren dar.

  Tipps

  Das Wort „Spikes“ kennst du sicher von Fußballschuhen. Welche Ähnlichkeit haben Fußballschuhe mit einem Virus?

  Viren bestehen nicht aus Zellen.

  Wie die Namen schon verraten, kannst du die zwei Viren daran unterscheiden, dass eins eine Membranhülle besitzt und das andere nicht.

  Lösung

  Viren sind ganz einfach aufgebaut:
  In ihrem Inneren befindet sich die Erbsubstanz, bestehend aus RNA oder DNA. Darin sind die Informationen zur Vermehrung von Viruspartikeln enthalten.
  Um die Erbsubstanz befindet sich das Kapsid, eine Schicht aus Proteinen.
  Bestehen Viren nur aus Erbsubstanz und Kapsid, so bezeichnet man sie als unbehüllte Viren.
  Bei den sogenannten behüllten Viren wird das Kapsid noch von einer zusätzlichen Membranhülle umgeben.
  In der Membranhülle der behüllten Viren befinden sich Oberflächenproteine in der Form von Stacheln, die sogenannten Spikes. Diese Spikes sind spezifisch. Das heißt, mit deren Hilfe können Viren ausschließlich an die entsprechend dazu passenden Wirtszellen andocken.

• Zeige die Größenverhältnisse von Viren auf.

  Tipps

  Insekten sind Organismen, die aus vielen Millionen Zellen aufgebaut sind.

  Ein Virus ist etwa eine Millionen Mal kleiner als eine Ameise.

  Wenn Bakterien in den menschlichen Körper eindringen, dann können sie von menschlichen Immunzellen komplett „verschluckt“ werden.

  Lösung

  Wie groß Ameisen sind, weißt du ja ungefähr.
  Im Vergleich zur Ameise ist eine menschliche Zelle etwa hundertmal kleiner.
  Bakterien sind wiederum etwa zehnmal kleiner als menschliche Zellen.
  Und Viren sind sogar bis zu tausendmal kleiner als Bakterien.
  Damit ist ein Virus etwa eine Millionen Mal kleiner als eine winzige Ameise. Mit dem bloßen Auge können wir Viren also nicht erkennen. Wir benötigen dafür ein Elektronenmikroskop.

• Stelle die Unterschiede von Viren und Bakterien gegenüber.

  Tipps

  Nur zwei der Elemente treffen auf das Virus zu.

  Viren und Bakterien sind beide klein. Aber was ist beim direkten Vergleich kleiner und was ist größer?

  Wenn zur Vermehrung ein Wirt benötigt wird, dann kann man nicht von „eigenständiger Vermehrung“ sprechen.

  Lösung

  Bakterien und Viren sind beide klein, jedoch sind Viren noch einmal kleiner als Bakterien.
  Im Inneren der Viren befindet sich nur die Erbsubstanz, einen Stoffwechsel sucht man daher hier vergebens. Bakterien hingegen weisen unterschiedliche Zellbestandteile auf, die einen Stoffwechsel ermöglichen.
  Viren sind im Gegensatz zu Bakterien nicht aus Zellen aufgebaut.
  Außerdem sind Viren zur Vermehrung auf andere Zellen, sogenannte Wirtszellen, angewiesen, wohingegen Bakterien sich durch Zellteilung vermehren. Bakterien sind also eigenständig vermehrungsfähig. Viren sind wirtsabhängig.

• Beschreibe, was Virusmutationen sind und welche Bedeutung sie für den Menschen haben.

  Tipps

  Zwei der Begriffe passen in keine der Lücken.

  Zur Vermehrung benötigen die einfachsten Viren nur ihre Erbinformation, umschlossen von einem Kapsid, und eine Wirtszelle.

  Das Immunsystem ist die Gesamtheit der Abwehrmechanismen des Körpers.

  Impfstoffe bewirken, dass das Immunsystem den Erreger erkennt, auch wenn es noch nicht mit ihm in Kontakt gekommen ist. Darum kann bei einem echten Viruskontakt eine Infektion oft komplett verhindert werden oder verläuft weniger stark.

  Lösung

  Die einfachsten Viren bestehen lediglich aus ihrer Erbinformation und einem Kapsid. Das reicht ihnen bereits, um krank zu machen und sich weiter zu vermehren.
  Behüllte Viren besitzen zusätzlich eine Membranhülle.

  Allerdings benötigen Viren eine Wirtszelle zur Vermehrung. Ist ihre Erbinformation in die Wirtszelle eingedrungen, können sie deren Stoffwechsel nutzen, um ihre eigenen Hüllproteine herzustellen und ihre Erbinformation zu kopieren. Dass bei diesem Vorgang Fehler vorkommen, ist ganz normal. Diese Fehler nennt man Mutationen.

  Mutationen können mit guten oder schlechten Eigenschaften für das Virus einhergehen. Manche Mutationen erschweren dem Virus das Überleben, da es sich schlechter gegen das Immunsystem des Wirts verteidigen kann. Andere Mutationen können das Gegenteil bewirken. Viren können dann besser in Wirtszellen eindringen oder dem Immunsystem sogar entwischen.

  Da im Verlauf der Evolution der besser Angepasste überlebt, setzen sich häufig eher die Eigenschaften durch, die gut für das Virus sind. Viren werden damit häufig gefährlicher für den Wirt.

  Auch wenn wir schon einmal durch ein Virus krank wurden, kann eine Virusmutation bewirken, dass unser Immunsystem das Virus nicht mehr erkennt. Jedoch hat die Menschheit Impfstoffe entwickelt. Diese kann der Mensch sehr schnell an neu erscheinende Mutationen anpassen und sich somit vor schweren Krankheitsverläufen oder sogar vor der Ansteckung schützen.

• Nenne Formen, in denen Viren vorkommen.

  Tipps

  In einer der genannten Formen kommen Viren nicht vor.

  Die hier genannten Formen, in denen Viren vorkommen, sind alles auch Gegenstände, die du im Haushalt finden kannst.

  Lösung

  Viren gibt es in vielen verschiedenen Formen.
  Es gibt sie in Form von

  • Kugeln,
  • Würfeln,
  • Schrauben und
  • Fäden.

• Beurteile, ob Viren Lebewesen sind.

  Tipps

  Zwei der Eigenschaften sprechen dafür, dass Viren Lebewesen sind.

  Mutation ist ein Evolutionsfaktor, der ein Zeichen für Leben ist.

  Eine Vermehrung im Wirt wird nicht als eigenständige Fortpflanzung bewertet.

  Ein vorhandener Stoffwechsel ist ein Kriterium für Leben.

  Lösung

  Es gibt einige Kriterien, nach denen bewertet wird, ob ein Lebewesen vorliegt. Drei davon schauen wir uns nun genauer an:

  Liegt ein eigenständiger Stoffwechsel vor?
  Zellen besitzen einen Stoffwechsel. Einzeller werden daher auch zu den Lebewesen gezählt. Ein Virus besteht nicht aus Zellen und hat keinen Stoffwechsel.
  Dieser Punkt ist also nicht erfüllt.

  Sind sie Teil der Evolution?
  Viren haben eine eigene Erbinformation, die mutieren kann und an neue Viren weitergegeben wird.
  Dieser Punkt ist also erfüllt.

  Ist Fortpflanzung möglich?
  Viren benötigen zur Vermehrung einen Wirt. Daher wird bewertet, dass sie nicht zur eigenständigen Fortpflanzung fähig sind.

  Da nur eins der drei genannten Kriterien vollständig erfüllt ist, werden Viren in der Literatur häufig nicht zu den Lebewesen gezählt.
  Der letzte Punkt ist in der Wissenschaft bis heute stark umstritten, da Viren sich durch die Infektion einer Wirtszelle seit Millionen von Jahren erfolgreich vermehren und auch einige Lebewesen zur Vermehrung auf Wirte angewiesen sind.
  Und was denkst du?