Vermehrung von Viren – lytischer und lysogener Zyklus
BiologieMikrobiologie und VirenAlter 15–16
Im Unterricht einsetzen: Ihre Schülerinnen und Schüler öffnen sie über einen Link oder QR-Code, ganz ohne Konto.
Als Nächstes in Mikrobiologie und Viren
Ein Phage heftet sich an ein Bakterium und injiziert seine DNA, die Wirtszelle bildet virale DNA und Hüllproteine, baut Dutzende neuer Virionen zusammen und platzt dann auf, um sie freizusetzen (lytischer Zyklus). Im lysogenen Zyklus wird die virale DNA als Prophage in das Bakterienchromosom eingebaut und über viele Teilungen mit der Wirtszelle vermehrt, bis eine Induktion (UV-Licht) sie in den lytischen Zyklus umschaltet. Die Lernenden gehen die Phasen Schritt für Schritt durch und verändern die Geschwindigkeit und die Zahl der freigesetzten Virionen. Ein dritter Bildschirm vergleicht den Bau von TMV, Phage T4 und Influenzavirus mit einem Viroid, der Kettenreaktion eines Prions und einer Flechte.
Lektion: Viren: Vermehrungszyklen von Viren (lytisch und lysogen)
Was sie zeigt
Viren können sich nicht selbst vermehren: Sie tragen DNA oder RNA in einem Proteinkapsid, manchmal von einer Hülle umgeben, und nutzen die Enzyme und Ribosomen einer Wirtszelle. Ein Bakteriophage zeigt Anheftung, Eindringen, Biosynthese, Zusammenbau und Freisetzung. Im lytischen Zyklus platzt die Wirtszelle; im lysogenen Zyklus wird die virale DNA als Prophage bei jeder Teilung kopiert, bis ein Auslöser wie UV-Licht in den lytischen Zyklus umschaltet. Viroide sind noch einfacher, ein nackter RNA-Ring, und Prionen sind falsch gefaltete Proteine ohne Nukleinsäure. Flechten sind Lebensgemeinschaften aus Pilz und Alge.
So funktioniert es
Schalten Sie den automatischen Durchlauf aus und nutzen Sie Nächste Phase, damit die Klasse jeden Schritt beschreibt, bevor sie die Erläuterung liest. Wiederholen Sie das im Reiter Lysogener Zyklus, zählen Sie die Zellen mit Prophage und klicken Sie auf Induktion (UV). Ändern Sie Freigesetzte Virionen pro Zelle. Wählen Sie unter Bau im Vergleich jedes Objekt, folgen Sie den nummerierten Beschriftungen, starten Sie die Animationen von Viroid und Prion und vergleichen Sie alle sechs in der Tabelle.
Einstellbare Parameter
- Bildschirm Lytisch, Lysogen (dann Induktion zu lytisch), Bau im Vergleich: Viren, Viroide, Prionen und Flechten
- Geschwindigkeit 0,25–3 ×
- Freigesetzte Virionen pro Zelle 10–100
- Automatisch durchlaufen (aus: Phasen einzeln weiterschalten)
- Objekt auf dem Bildschirm Bau im Vergleich Tabakmosaikvirus (TMV), Bakteriophage T4, Influenzavirus, Viroid (PSTVd), Prion, Flechte
Fragen zum Erkunden
- Welche Phase bestimmt, welche Zellen ein Virus infizieren kann, und warum?
- Warum können Bakterien mit einem Prophagen normal weiterwachsen und sich teilen?
- Wie kann ein Prion ansteckend sein, obwohl es weder DNA noch RNA enthält?
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen lytischem und lysogenem Zyklus?
Der lytische Zyklus bildet sofort neue Virionen und bringt die Wirtszelle zum Platzen, der lysogene Zyklus baut die virale DNA dagegen als Prophage in das Wirtschromosom ein und lässt die Zelle leben. Die Prophage wird bei jeder Teilung mitkopiert, ohne dass Virionen entstehen, bis ein Auslöser wie UV-Licht in den lytischen Zyklus umschaltet.
Warum helfen Antibiotika nicht gegen Viren?
Antibiotika helfen nicht gegen Viren, weil sie Strukturen und Vorgänge angreifen, die es nur bei Bakterien gibt, etwa die Zellwand und die bakteriellen Ribosomen, und beides fehlt Viren. Ein Virus hat keinen eigenen Stoffwechsel und vermehrt sich mit den Enzymen und Ribosomen der Wirtszelle, daher beugt man Virusinfektionen durch Impfungen vor oder behandelt sie mit speziellen Virostatika.
Sind Viren Lebewesen?
Viren gelten meist nicht als vollwertige Lebewesen, denn sie bestehen nicht aus Zellen, haben keinen eigenen Stoffwechsel und können sich nicht selbst vermehren. Außerhalb eines Wirts ist ein Virion ein inaktives Teilchen aus DNA oder RNA in einem Proteinkapsid, in einer Wirtszelle steuert es aber die Bildung neuer Kopien, weshalb Viren an der Grenze des Lebendigen stehen.
