1. Erforschen – Grundlagen von Viren, ihre Bestandteile und Typen
In diesem Abschnitt erwerben die Schüler die wissenschaftlichen Grundlagen, die notwendig sind, um zu verstehen, was Viren sind und warum sie einzigartige biologische Einheiten darstellen. Sie erforschen, wie die Struktur von Viren mit ihrer Funktion zusammenhängt, wie Viren sich mithilfe von Wirtszellen replizieren und wie Viren in verschiedene Typen eingeteilt werden können. Diese Explore-Phase bereitet die Lernenden auf die nächsten Schritte der Einheit vor, in denen sie Viren mit 3D-Tools modellieren und sie in Augmented Reality (AR) visualisieren, wodurch unsichtbare Biologie in interaktive Lernobjekte verwandelt wird.
1.4 Wie Viren Zellen infizieren (Viraler Lebenszyklus – Grundlagen)
Ein vereinfachter viraler Lebenszyklus umfasst folgende Phasen:
- Anheftung: Das Virus bindet sich mit Hilfe von Spikes oder Oberflächenproteinen an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche der Wirtszelle.
- Eindringen: Das Virus (oder sein Genom) gelangt in die Wirtszelle. Umhüllte Viren verschmelzen häufig mit Membranen; andere können durch Endozytose eindringen.
- Replikation & Proteinproduktion: Die Wirtszelle stellt virale genetische Kopien und virale Proteine her.
- Zusammenbau: Neue Viruspartikel werden aus den neu gebildeten Bestandteilen zusammengesetzt.
- Freisetzung: Neue Viren verlassen die Zelle, entweder indem sie die Zelle zum Platzen bringen (Lyse) oder durch Knospung (häufig bei umhüllten Viren).
Dieser Lebenszyklus erklärt, warum Viren auf Wirte angewiesen sind und warum sie Schaden verursachen können: Die virale Replikation kann die normale Zellfunktion stören.