Reverse Transkriptase und AIDS 1970 – Eine Revolution in der Biologie

Nach einem der zentralen Dogmen der Biologie können die Informationen in den DNA -Sequenzen unserer Zellen in RNA-Moleküle kopiert werden, die anschließend in Proteine übersetzt werden. 1970 entdeckten die amerikanischen Biologen Howard Temin und David Baltimore jedoch unabhängig voneinander die reverse Transkriptase (RT), ein Enzym, das einzelsträngige RNA in doppelsträngige DNA umschreibt. Dies ermöglichte ein umfassenderes Verständnis von Retroviren wie HIV, dem humanen Immundefizienzvirus, das das erworbene Immunschwächesyndrom AIDS und damit eine Erkrankung des menschlichen Immunsystems verursacht.

Ein einfaches Retrovirusmodell besteht aus einer äußeren Lipidmembran, die von der Außenmembran einer infizierten Zelle stammt, und darin eingebetteten Hüllproteinen. Innerhalb dieser äußeren Hülle befindet sich eine virale Proteinschale, die zwei identische einzelsträngige RNA-Moleküle und das RT-Molekül umgibt. 

Wenn ein Retrovirus in eine Zelle eindringt, geschieht Folgendes: 

• Zunächst bindet das virale Hüllprotein an einen Proteinrezeptor auf der Zelloberfläche. Das Hüllprotein des HIV-Subtyps 1 bindet beispielsweise an einen Rezeptor menschlicher T-Zellen, einer Art weißer Blutkörperchen. 
• Die RT des Virus gelangt in die Wirtszelle und beginnt, DNA-Kopien der viralen RNA zu synthetisieren. 
• Diese DNA gelangt in den Zellkern. Die Integrase, ein Enzym des Virus, fügt sie in die DNA des Wirts ein.
• Die eingefügten Abschnitte werden von den zelleigenen Enzymen in neue RNA-Moleküle umgeschrieben, die in Kapsidproteine, RT und Hüllproteine übersetzt werden. 
• Kopien dieser neuen RNA-Moleküle werden in neu gebildete Viruspartikel eingebaut.

Zur Bekämpfung von HIV wurden Medikamente entwickelt, die RT hemmen. Zusätzlich können Proteasehemmer die Wirkung der viral codierten HIV-Protease blockieren, die das Retrovirus für seine richtige Reifung benötigt. 

Fusionshemmer stören den Eintritt des HIV-Virions in die menschliche Zelle, während Integrasehemmer das Integraseenzym unterdrücken. Auch ist zu beachten, dass verschiedene Retrovirusarten Krebs verursachen können, wenn neu gebildete virale DNA in die DNA des Wirts eingebaut wird. 

Historische Persönlichkeiten im Artikel: Howard Martin Temin (1934–1994), David Baltimore (geb. 1938)

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