Ein Retrovirus ist ein Virus, dessen Gene in RNA anstelle von DNA kodiert sind. Wie andere Viren müssen Retroviren die zelluläre Maschinerie der Organismen, die sie infizieren, benutzen, um Kopien von sich selbst zu machen. Die Infektion mit einem Retrovirus erfordert jedoch einen zusätzlichen Schritt. Das Retrovirusgenom muss in DNA revers transkribiert werden, bevor es in der üblichen Weise kopiert werden kann.
Das Enzym, das diese Rückwärtstranskription durchführt, ist als reverse Transkriptase bekannt.
Retroviren verwenden reverse Transkriptase, um ihre einzelsträngige RNA in doppelsträngige DNA umzuwandeln. Es ist DNA, die das Genom menschlicher Zellen und Zellen aus anderen höheren Lebensformen speichert. Nach der Transformation von RNA in DNA kann die virale DNA in das Genom der infizierten Zellen integriert werden. Wenn die DNA-Versionen der retroviralen Gene in das Genom inkorporiert worden sind, wird die Zelle dann dazu gebracht, diese Gene als Teil ihres normalen Replikationsprozesses zu kopieren. Mit anderen Worten, die Zelle erledigt die Arbeit des Virus dafür.
Retroviren sind "retro", weil sie die Richtung des normalen Genkopierprozesses umkehren. Üblicherweise wandeln Zellen DNA in RNA um, so dass sie zu Proteinen verarbeitet werden kann. Bei Retroviren muss der Prozess jedoch rückwärts gehen. Zunächst wird die virale RNA in DNA umgewandelt.
Dann kann die Zelle die DNA kopieren. Die Zelle kann die DNA auch als ersten Schritt in die Herstellung viraler Proteine zurück in RNA transkribieren.
Beispiele
Das bekannteste Retrovirus, das Menschen infiziert, ist HIV . Es gibt jedoch mehrere andere menschliche Retroviren. Diese umfassen das humane T-Zell-lymphotrope Virus 1 (HTLV-1).
HTLV-1 ist mit bestimmten T-Zell-Leukämien und Lymphomen assoziiert. Es gibt viele zusätzliche Retroviren, von denen festgestellt wurde, dass sie andere Spezies infizieren.
HIV-Behandlung ist einer der Gründe, warum Menschen mit dem Konzept der Retroviren vertrauter geworden sind. Reverse-Transkriptase-Hemmer machen einige der bekannten Klassen von HIV-Medikamenten aus . Reverse-Transkriptase-Inhibitoren verhindern, dass HIV in das Genom der Wirtszelle integriert wird. Dies wiederum verhindert, dass die Zelle Kopien des Virus macht und das Fortschreiten der Infektion verlangsamt. Es gibt jedoch wachsende Probleme mit der Resistenz gegen viele Medikamente in diesen Klassen.
Retroviren werden manchmal auch als Gentherapieverfahren während der Gentherapie verwendet. Dies liegt daran, dass diese Viren leicht zu modifizieren und leicht in das Wirtsgenom zu integrieren sind. Dies bedeutet, dass sie in der Theorie dazu verwendet werden können, die Zellmaschinerie dazu zu bringen, Proteine auf kontinuierliche Weise herzustellen. Zum Beispiel haben Wissenschaftler Retroviren verwendet, um diabetischen Ratten zu helfen, ihr eigenes Insulin herzustellen.
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