Virologie, Penetration

Die einzelnen Schritte im viralen Vermehrungszyklus umfassen:

• die Adsorption (Attachment) des Viruspartikels an die Zielzelle
• die Penetration in das Zytoplasma
• das „Uncoating“, das Freisetzen der Nukleinsäure aus dem Nukleokapsid
• die Replikation des kompletten viralen Genoms
• die Expression virusspezifischer Proteine durch Transkription und Translation viraler Erbinformationen
• die Morphogenese (Assembly= Zusammensetzung und Reifung) neuer Viruspartikel aus den synthetisierten virusspezifischen Bausteinen.  
• Freisetzung der Viren: Bei behüllten Viren durch Knospung, bei unbehüllten (nackten) Viren mittels Wirtszelllyse

Penetration:  Dem Bindungsvorgang dem Attachment  folgt die Penetration (=Zugang zum Cytoplasma). Dieser Schritt ist energieaufwändig, d.h. die Zelle muß Stoffwechselleistungen erbringen um diesen Vorgang zu ermöglichen. Für das weitere Vordringen in die Zelle zu ermöglichen muss zumindestens 1 Nukleokapsid des Virus die Zellmembran der Wirtszelle überwinden. Dabei gehen nackte oder unbehüllte Viren einen anderen Weg als behüllte Viren.

• Virale-Penetration/nackte Viren  
• Virale-Penetration/behüllte Viren

Virale-Penetration/Nackte (unbehüllte) Viren:  Nackte (unbehüllte) Viren: Bei den nackten Viren, löst die Bindung an den zellulären Rezeptor häufig eine Destabilisierung der Nukleokapsidstruktur aus. Damit wird die intrazelluläre Freisetzung der viralen Nukleinsäure vorbereitet. Der Durchtritt durch die Zellmembran kann auf 2 Wegen erfolgen:

• Translokation der gesamten Viruspartikel in das Zytoplasma
• Endozytose: Der Zugang des Nukleokapsids ins Zytoplasma erfolgt in den meisten Fällen durch rezeptorvermittelte Endozytose. Die Endozytose erfordert  nur zelluläre Proteine.  

Virale-Penetration/Behüllte Viren: Hierbei kommt es zu einer  Fusion der Virusmembran mit der Wirtsmembran (Herpesviren, Masern- und Retroviren). Zur Fusion sind in der Regel virale Fusionsproteine erforderlich. Das virale Fusionsprotein ermöglicht eine Überbrückung der beiden Membranen (Virushülle und Zellmembran). Annäherung beider Membranen durch Konformationsänderung und Ausbildung eines six helix bundle. Verschmelzung der beiden äußeren „leaflets“ (Hemifusion). Ausbildung einer frühen Fusionspore, gefolgt von der Ausbildung einer späten Fusionspore und schließlich die komplette Fusion beider Membranen mit  Freisetzung des Kapsids.