Virtuelle (Nano) Welten:Molekulare Nanowelten:Gene auf Reisen

Viren sind die Raumschiffe der Nanowelt. Kleine Segmente von Erbmaterial (DNS oder RNS) kodieren für einige wenige Proteine, die es diesen Genen erlauben, ihre Heimatzelle zu verlassen und in andere Zellen und andere Organismen überzusiedeln. Diese erobern sie, indem sie die Kontrolle über die Protein- und Nukleinsäuren-produktion übernehmen und die befallene Zelle so zwingen, ganze Flotten von Viren zu produzieren, die die Reise fortsetzen.

Es gibt viele unterschiedliche Viren. Schon die Art ihrer Erbinformation unterscheidet sich: Doppel- oder Einzelstrang-DNS, Doppel- oder Einzelstrang-RNS, zirkulär oder linear. Entsprechend vielfältig sind die Methoden, mit denen die Viren ihr Erbgut vervielfätigen oder von der Wirtszelle vervielfältigen lassen. DNS-Viren können dazu die DNS-Polymerase-Kopiermaschinen der Wirtszelle verwenden, RNS-Viren müssen ihre eigenen Kopiermaschinen von den Ribosomen der Wirtszelle bauen lassen, denn Zellen produzieren RNS nur nach DNS-Vorlagen. RNS-Viren können den genetischen Informationsfluss ändern: Manche kopieren direkt RNS zu RNS, andere produzieren eine DNS nach einer RNS-Vorlage (Retroviren), von der sie mit Hilfe der normalen zelleigenen DNS-abhängigen RNS-Polymerasen wieder RNS-Kopier erstellen können . Manche Viren verstehen es, ihre Erbinformation in die zelleigene Erbinformation einzuschleusen und sich dort über mehrere Zellgenerationen hinweg zu verstecken, bevor sie wieder aktiv werden und ihre Nachkommenschaft auf die Reise schicken.

Für diese Reise umhüllen sich die viralen Gene mit einer schützenden Schicht von Proteinen, manchmal auch mit Teilen der Zellmembran. Auf der Oberfläche werden Proteine eingebaut, die es den Virenpartikeln erlauben, auf geeigneten Wirtszellen anzudocken und in diese einzudringen. Dabei sind viele Viren sehr eng auf einen bestimmten Wirt und in diesem Wirt auf bestimmte Zelltypen spezialisiert. Jedes Lebewesen auf dieser Erde, ob Bakterium, Pflanze oder Tier, ist dem Angriff von Viren ausgesetzt , und hat seine eigenen Mechanismen entwickelt, sich gegen diese Angriffe zu wehren.

PDB "Molecule of the Month" #02 Bacteriophage, #20 Poliovirus, #47 SV 40, #33 Reverse Transcriptase