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Ein Retrovirus ist ein Virus, dessen Gene in RNA kodiert sind und das sich unter Verwendung eines Enzyms namens Reverse Transkriptase selbst repliziert, indem es zuerst seine Gene in die DNA der infizierten Zellen rückkodiert. Wie andere Viren müssen Retroviren die Zellmaschinerie der von ihnen infizierten Organismen nutzen, um Kopien von sich selbst anzufertigen. Die Infektion durch ein Retrovirus erfordert jedoch einen zusätzlichen Schritt. Das Retrovirus-Genom muss in DNA revers transkribiert werden, bevor es auf die übliche 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. Einmal von RNA zu DNA transformiert, kann die virale DNA in das Genom der infizierten Zellen integriert werden. Wenn die DNA-Versionen der retroviralen Gene in das Genom eingebaut wurden, wird die Zelle dazu verleitet, 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. Normalerweise wandeln Zellen DNA in RNA um, so dass sie zu Proteinen verarbeitet werden kann. Bei Retroviren muss der Prozess jedoch rückwärts beginnen. Zunächst wird die virale RNA in DNA transformiert. Dann kann die Zelle die DNA kopieren. Die Zelle kann die DNA auch als ersten Schritt bei der Herstellung viraler Proteine wieder in RNA transkribieren.
Beispiele
Das bekannteste Retrovirus, das Menschen infiziert, ist HIV. Es gibt jedoch mehrere andere humane Retroviren. Dazu gehört das humane lymphotrope T-Zell-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 Arten infizieren.
Die HIV-Behandlung ist einer der Gründe, warum Menschen mit dem Konzept der Retroviren besser vertraut 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 verhindert, dass die Zelle Kopien des Virus erstellt, und verlangsamt das Fortschreiten der Infektion. Es gibt jedoch wachsende Probleme mit der Resistenz gegen viele Medikamente in diesen Klassen.
Retroviren werden manchmal auch als Genabgabemethoden während der Gentherapie verwendet. Dies liegt daran, dass diese Viren sowohl leicht zu modifizieren als auch leicht in das Wirtsgenom zu integrieren sind. Dies bedeutet, dass sie theoretisch dazu verwendet werden können, die zelluläre Maschinerie dazu zu bringen, kontinuierlich Proteine herzustellen. Zum Beispiel haben Wissenschaftler Retroviren verwendet, um diabetischen Ratten bei der Herstellung ihres eigenen Insulins zu helfen.