Aufgabe Vorschlag C - Aufgaben 3.3 und 3.4 · Abitur Hessen Biologietechnik LK 2021

Thema: Immunbiologie, Viren und immunologische Verfahren · Aus der Prüfung LK (2021)

Aufgabenstellung

Forscher des Instituts für Medizinische Virologie der Universität Gießen untersuchten die Wirkung des Senföls Allylisothiocyanat auf die Vermehrung von Grippeviren vom Typ H1N1 (RNA-Virus), der sogenannten „Schweinegrippe“.

3.3

Das Virus H1N1 besitzt zwei typische Oberflächenproteine, die die Virusbezeichnung festlegen. Zum einen das Protein Hämagglutinin (H), das bei der Infektion einer Wirtszelle die Anheftung und das Eindringen des Virus vermittelt. Zum anderen die Neuraminidase (N), die eine Rolle bei der Freisetzung neu entstandener Viren aus den infizierten Zellen spielt.

Entwerfen Sie ein Ablaufschema des viralen Infektionszyklus von H1N1. [8 BE]

3.4

Material 9

Virustiter des Influenzavirus H1N1 in A549-Zellen nach Infektion

Hinweis: FFU = Focus Forming Units; a = Virus-Kontrolle; b bis e = Zugabe von Allylisothiocyanat-Lösungen in den Verdünnungen 10−410^{-4} (b), 10−510^{-5} (c), 10−710^{-7} (d) und 10−910^{-9} (e)

Um die Wirkung von Senfölen auf die Vermehrung von Viren zu testen, wurden im In-vitro-Modell menschliche Lungenzellen A549 mit H1N1 infiziert und mit Allylisothiocyanat behandelt.

Beschreiben Sie die Grafik in Material 9 und werten Sie die Ergebnisse aus. [8 BE]

Aufgabenstellung: Aufgabe Vorschlag C - Aufgaben 3.3 und 3.4 · Abitur Hessen Biologietechnik LK 2021

Lösung

Nach den offiziellen Korrekturhinweisen

3.3 Entwerfen Sie ein Ablaufschema des viralen Infektionszyklus von H1N1.

Lösung: 1 Bindung von Hämagglutinin an die Rezeptoren der Wirtszellmembran 2 Aufnahme des Virus durch Endocytose; Vesikel mit Viruspartikel liegt vor 3 Abbau des Capsids, Freisetzung viraler RNA, Transport der viralen RNA in den Zellkern 4 Vervielfältigung der viralen RNA 5 Proteinbiosynthese (Translation) 6 gebildete Virusproteine, u.a. Hämagglutinin und Neuraminidase 7 Integration der viralen Oberflächenproteine in Wirtszellmembran sowie Zusammensetzung des RNA-haltigen Capsids 8 Ausknospung

3.4 Beschreiben Sie die Grafik in Material 9.

Lösung: Die Grafik zeigt eine Testreihe auf die antivirale Aktivität vom Allylisothiocyanat in verschiedenen Verdünnungsstufen (10−410^{-4}, 10−510^{-5}, 10−710^{-7} und 10−910^{-9}) gegen das Virus H1N1. Der Virustiter wird in FFU/ml 9, 24 und 36 Stunden nach Infektion menschlicher Lungenzellen der Zelllinie A549 gemessen bzw. angegeben. Die Virus-Kontrollen (infizierte Lungenzellen ohne Behandlung) zeigen nach 9 Stunden einen Anstieg auf ca. 0,2 FFU/ml, während die FFU/ml der Lösungen mit Allylisothiocyanat nicht bzw. in sehr geringen Mengen nachweisbar sind. Nach 24 Stunden liegt der Virustiter der Kontrolle bei etwa 3,2 FFU/ml, die der Ansätze mit Allylisothiocyanat-Lösungen bei ca. 0,8 (b), 0,9 (c) und 1,0 (d, e). Nach 36 Stunden zeigt die Kontrolle einen Wert von 6 FFU/ml, während die Ansätze mit Allylisothiocyanat die gleichen Werte zeigen, wie schon nach 24 Stunden.

3.4 Werten Sie die Ergebnisse aus.

Lösung: Die Vermehrung des Influenzavirus (H1N1) in menschlicher Lungenzellkultur wird durch das Senföl Allylisothiocyanat sehr stark gehemmt.

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