Viren sind winzige Infektionserreger, die auf lebende Zellen angewiesen sind, um sich zu vermehren. Sie können ein Tier, eine Pflanze oder Bakterien verwenden, um zu überleben und sich zu vermehren. Daher gibt es einige Debatten darüber, ob Viren als lebende Organismen betrachtet werden sollten oder nicht. Ein Virus, das sich außerhalb einer Wirtszelle befindet, wird als Virion bezeichnet.
Viren sind nicht nur mikroskopisch klein, sie sind auch kleiner als viele andere Mikroben wie Bakterien., Die meisten Viren haben nur einen Durchmesser von 20-400 Nanometern, während menschliche Eizellen beispielsweise einen Durchmesser von etwa 120 Mikrometern haben und die E. coli-Bakterien einen Durchmesser von etwa 1 Mikrometer haben. Viren sind so klein, dass sie am besten mit einem Elektronenmikroskop betrachtet werden, wie sie zuerst in den 1940er Jahren visualisiert wurden.
Viren kommen im Allgemeinen in zwei Formen vor: Stäbchen oder Kugeln. Bakteriophagen (Viren, die Bakterien infizieren) haben jedoch eine einzigartige Form mit einem geometrischen Kopf und filamentösen Schwanzfasern., Unabhängig von der Form bestehen alle Viren aus genetischem Material (DNA oder RNA) und haben eine äußere Proteinhülle, die als Kapsid bekannt ist.
Es gibt zwei Prozesse, die von Viren zur Replikation verwendet werden: den lytischen Zyklus und den lysogenen Zyklus. Einige Viren vermehren sich mit beiden Methoden, während andere nur den lytischen Zyklus verwenden. Im lytischen Zyklus bindet das Virus an die Wirtszelle und injiziert seine DNA. Unter Verwendung des Zellstoffwechsels des Wirts beginnt sich die virale DNA zu replizieren und Proteine zu bilden. Dann versammeln sich voll ausgebildete Viren. Diese Viren brechen oder lysieren die Zelle und breiten sich auf andere Zellen aus, um den Zyklus fortzusetzen.,
Wie der lytische Zyklus bindet sich das Virus im lysogenen Zyklus an die Wirtszelle und injiziert seine DNA. Von dort wird die virale DNA in die DNA des Wirts und die Zellen des Wirts integriert. Jedes Mal, wenn die Zellen des Wirts repliziert werden, wird auch die DNA des Virus repliziert und verbreitet seine genetische Information im gesamten Wirt, ohne die infizierten Zellen lyse zu müssen.
Viren können beim Menschen viele Krankheiten verursachen. Zum Beispiel wird die Grippe durch das Influenzavirus verursacht. Typischerweise verursachen Viren eine Immunantwort im Wirt, die das Virus tötet., Einige Viren werden jedoch vom Immunsystem nicht erfolgreich behandelt, z. B. das humane Immunschwächevirus oder HIV. Dies führt zu einer chronischeren Infektion, die schwer oder unmöglich zu heilen ist; Oft können nur die Symptome behandelt werden.
Im Gegensatz zu bakteriellen Infektionen sind Antibiotika bei der Behandlung von Virusinfektionen unwirksam. Virusinfektionen werden am besten durch Impfstoffe verhindert, obwohl antivirale Medikamente einige Virusinfektionen behandeln können. Die meisten antiviralen Medikamente wirken, indem sie die Virusreplikation stören., Einige dieser Medikamente stoppen die DNA-Synthese und verhindern die Replikation des Virus
Obwohl Viren verheerende gesundheitliche Folgen haben können, haben sie auch wichtige technologische Anwendungen. Viren sind besonders wichtig für die Gentherapie. Da einige Viren ihre DNA in die Wirts-DNA integrieren, können sie genetisch verändert werden, um Gene zu tragen, die dem Wirt zugute kommen würden. Einige Viren können sogar so konstruiert werden, dass sie sich in Krebszellen vermehren und das Immunsystem dazu veranlassen, diese schädlichen Zellen abzutöten., Obwohl dies immer noch ein aufstrebendes Forschungsgebiet ist, gibt es Viren das Potenzial, eines Tages mehr Gutes als Schaden zu tun.