Ein Retrovirus ist ein Virus, dessen Gene in RNA kodiert sind, und das sich mit Hilfe eines Enzyms namens Reverse Transkriptase repliziert, indem es zunächst seine Gene in die DNA der Zellen, die es infiziert, rückkodiert. Wie andere Viren müssen Retroviren die zelluläre Maschinerie der Organismen, die sie infizieren, nutzen, um Kopien von sich selbst herzustellen. Die Infektion durch ein Retrovirus erfordert jedoch einen zusätzlichen Schritt. Das Genom des Retrovirus muss in die DNA rücktranskribiert werden, bevor es auf die übliche Weise kopiert werden kann. Das Enzym, das diese rückwärtige Transkription durchführt, wird als Reverse Transkriptase bezeichnet.
Retroviren verwenden die reverse Transkriptase, um ihre einzelsträngige RNA in doppelsträngige DNA umzuwandeln. Es ist die DNA, die das Genom von menschlichen Zellen und Zellen anderer höherer Lebensformen speichert. Einmal von RNA in DNA umgewandelt, kann die virale DNA in das Genom der infizierten Zellen integriert werden. Wenn die DNA-Versionen der retroviralen Gene in das Genom eingebaut worden sind, wird die Zelle dazu gebracht, diese Gene als Teil ihres normalen Replikationsprozesses zu kopieren. Mit anderen Worten, die Zelle erledigt für sie die Arbeit des Virus.
Retroviren sind „retro“, weil sie die Richtung des normalen Genkopierungsprozesses umkehren. Gewöhnlich wandeln Zellen DNA in RNA um, so dass sie in Proteine umgewandelt werden kann. Aber bei Retroviren muss der Prozess zunächst rückwärts verlaufen. Zuerst wird die virale RNA in DNA umgewandelt. Dann kann die Zelle die DNA kopieren. Die Zelle kann auch die DNA zurück in RNA transkribieren, als ersten Schritt zur Herstellung von Virusproteinen.
Beispiele
Das bekannteste Retrovirus, das Menschen infiziert, ist HIV. Es gibt jedoch noch mehrere andere menschliche Retroviren. Dazu gehört das humane T-Zell-lymphotrope Virus 1 (HTLV-1). HTLV-1 ist mit bestimmten T-Zell-Leukämien und -Lymphomen assoziiert. Es gibt viele weitere Retroviren, bei denen festgestellt wurde, dass sie andere Spezies infizieren.
Die HIV-Behandlung ist einer der Gründe dafür, dass die Menschen mit dem Konzept der Retroviren vertrauter geworden sind. Reverse Transkriptase-Inhibitoren gehören zu den bekannten Klassen von HIV-Medikamenten. Reverse Transkriptase-Inhibitoren verhindern, dass HIV in das Genom der Wirtszelle integriert wird. Dies wiederum hält die Zelle davon ab, Kopien des Virus herzustellen, und verlangsamt das Fortschreiten der Infektion. Allerdings gibt es wachsende Probleme mit Resistenzen gegen viele Medikamente dieser Klassen.
Retroviren werden manchmal auch als Gen-Transportmethode bei der Gentherapie eingesetzt. Das liegt daran, dass diese Viren sowohl leicht zu modifizieren als auch leicht in das Wirtsgenom zu integrieren sind. Das bedeutet, dass sie theoretisch dazu verwendet werden können, die zelluläre Maschinerie dazu zu bringen, laufend Proteine herzustellen. Wissenschaftler haben zum Beispiel Retroviren eingesetzt, um diabetischen Ratten bei der Herstellung ihres eigenen Insulins zu helfen.
Artikel-Quellen (einige auf Englisch)
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