Fazy ​​cyklu litycznego i prawdziwy przykład



The cykl lityczny jest to jeden z dwóch alternatywnych cykli życia wirusa wewnątrz komórki gospodarza, dzięki któremu wirus wchodzący do komórki przyjmuje mechanizm jego replikacji. W środku wytwarzane są DNA i białka wirusowe, a następnie poddawane lizie (rozbijaniu) komórki. Zatem nowo wytworzone wirusy mogą pozostawić komórkę gospodarza teraz zdezintegrowaną i zainfekować inne komórki.

Ta metoda replikacji kontrastuje z cyklem lizogenicznym, podczas którego wirus, który zainfekował komórkę, wprowadza się do DNA gospodarza i, działając jako obojętny segment DNA, replikuje się tylko wtedy, gdy komórka się dzieli..

Cykl lizogenny nie powoduje uszkodzenia komórki gospodarza, ale jest stanem utajonym, podczas gdy cykl lityczny powoduje zniszczenie zainfekowanej komórki.

Cykl lityczny jest ogólnie uważany za główną metodę replikacji wirusa, ponieważ jest bardziej powszechny. Dodatkowo, cykl lizogeniczny może prowadzić do cyklu litycznego, gdy wystąpi zdarzenie indukcyjne, takie jak ekspozycja na światło ultrafioletowe, co powoduje, że ten utajony etap wchodzi w cykl lityczny.

Dzięki lepszemu zrozumieniu cyklu litycznego naukowcy mogą lepiej zrozumieć, w jaki sposób układ odpornościowy reaguje na odpychanie tych wirusów i jak można opracować nowe technologie, aby pokonać choroby wirusowe..

Aby dowiedzieć się, jak przerwać replikację wirusa, a tym samym rozwiązać problem chorób wywoływanych przez wirusy, które dotykają ludzi, zwierzęta i uprawy rolne, przeprowadza się wiele badań.

Naukowcy mają nadzieję, że pewnego dnia będą w stanie zrozumieć, jak powstrzymać czynniki wyzwalające, które inicjują destrukcyjny cykl lityczny w wirusach o znaczeniu sanitarnym.

Indeks

  • 1 Ogólne informacje o cyklu litycznym
  • 2 Fazy cyklu litycznego: przykład faga T4
    • 2.1 Mocowanie / przyczepność do komórki
    • 2.2 Wpis penetracji / wirusa
    • 2.3 Replikacja / synteza cząsteczek wirusowych
    • 2.4 Składanie cząstek wirusowych
    • 2.5 Liza zainfekowanej komórki
  • 3 referencje

Ogólne informacje o cyklu litycznym

Rozmnażanie wirusów najlepiej zrozumieć badając wirusy zakażające bakterie, znane jako bakteriofagi (lub fagi). Cykl lityczny i cykl lizogenny to dwa podstawowe procesy reprodukcyjne, które zidentyfikowano w wirusach.

Na podstawie badań bakteriofagów opisano te cykle. Cykl lityczny polega na wejściu wirusa do komórki gospodarza i przejęciu kontroli nad cząsteczkami, które replikują DNA komórki w celu wytworzenia wirusowego DNA i białek wirusowych. Są to dwie klasy cząsteczek, które strukturalnie tworzą fagi.

Gdy komórka gospodarza ma wiele cząstek wirusowych świeżo wytworzonych wewnątrz, cząstki te sprzyjają rozkładowi ściany komórkowej od wewnątrz.

Dzięki mechanizmom molekularnym charakterystycznym dla faga wytwarzane są pewne enzymy zdolne do rozbijania wiązań utrzymujących ścianę komórkową, co ułatwia uwalnianie nowych wirusów.

Na przykład bakteriofag lambda po zakażeniu komórki gospodarza Escherichia coli, zazwyczaj wprowadza informację genetyczną do chromosomu bakteryjnego i pozostaje w stanie uśpienia.

Jednak w pewnych warunkach stresowych wirus może zacząć się namnażać i przyjmować szlak lityczny. W tym przypadku wytwarza się kilkaset fagów, po czym komórka bakteryjna jest wygładzana, a potomstwo jest uwalniane.

Fazy ​​cyklu litycznego: przykład phago T4

Wirusy, które mnożą się w cyklu litycznym, nazywane są wirulentnymi wirusami, ponieważ zabijają komórkę. Fag T4 jest najbardziej badanym rzeczywistym przykładem wyjaśniającym cykl lityczny, który składa się z pięciu etapów.

Mocowanie / Adhezja do komórki

Fag T4 najpierw przywiera do komórki gospodarza Escherichia coli. To wiązanie jest wykonywane przez włókna ogona wirusa, które mają białka o wysokim powinowactwie do ściany komórki gospodarza.

Miejsce, w którym wirus przylega, nazywane jest miejscami receptorów, chociaż można je również połączyć za pomocą prostych sił mechanicznych.

Wpis penetracji / wirusa

Aby zainfekować komórkę, wirus musi najpierw wejść do komórki przez błonę plazmatyczną i ścianę komórkową (jeśli jest obecna). Następnie uwalnia swój materiał genetyczny (RNA lub DNA) do komórki.

W przypadku faga T4, po związaniu z komórką gospodarza, uwalniany jest enzym, który osłabia miejsce ściany komórki gospodarza.

Następnie wirus wstrzykuje swój materiał genetyczny w podobny sposób jak igła podskórna, naciskając na komórkę przez słaby punkt ściany komórkowej.

Replikacja / synteza cząsteczek wirusowych

Kwas nukleinowy wirusa wykorzystuje maszynerię komórki gospodarza do wytwarzania dużych ilości składników wirusowych, zarówno materiału genetycznego, jak i białek wirusowych, które zawierają części strukturalne wirusa.

W przypadku wirusów DNA DNA transkrybuje się w cząsteczki informacyjnego RNA (mRNA), które są następnie wykorzystywane do kierowania rybosomów komórki. Jeden z pierwszych polipeptydów wirusowych (białek), które są wytwarzane, ma funkcję niszczenia DNA zainfekowanej komórki.

W retrowirusach (które wstrzykują nici RNA), unikalny enzym zwany odwrotna transkryptaza transkrybuje wirusowy RNA do DNA, który jest następnie przepisywany z powrotem do mRNA.

W przypadku faga T4, DNA bakterii E. coli jest inaktywowany, a następnie DNA genomu wirusowego przejmuje kontrolę, a wirusowy DNA tworzy RNA nukleotydów w komórce gospodarza przy użyciu enzymów komórki gospodarza.

Składanie cząstek wirusowych

Po wyprodukowaniu wielu kopii składników wirusowych (kwasów nukleinowych i białek) tworzą się kompletne wirusy.

W przypadku faga T4, białka kodowane przez DNA faga działają jak enzymy, które współpracują w tworzeniu nowych fagów.

Cały metabolizm gospodarza jest ukierunkowany na produkcję cząsteczek wirusowych, co powoduje, że komórka jest pełna nowych wirusów i nie jest w stanie odzyskać kontroli.

Liza zainfekowanej komórki

Po zmontowaniu nowych cząstek wirusa powstaje enzym, który rozkłada bakteryjną ścianę komórkową od wewnątrz i umożliwia wnikanie płynów z zewnątrzkomórkowego ośrodka.

Komórka ostatecznie wypełnia się płynem i wybuchami (liza), stąd jego nazwa. Nowe uwolnione wirusy są w stanie zainfekować inne komórki i tym samym rozpocząć proces ponownie.

Referencje

  1. Brooker, R. (2011). Koncepcje genetyki (Pierwsze wydanie). McGraw-Hill Education.
  2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologia (Drugie wydanie) Pearson Education.
  3. Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Burton's Microbiology for the Health Sciences (Wyd. 9). Lippincott Williams & Wilkins.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. i Martin, K. (2016). Molekularna biologia komórkowa (8 wyd.). W. H. Freeman and Company.
  5. Malacinski, G. (2005). Podstawy biologii molekularnej (4 ed.). Jones & Bartlett Learning.
  6. Russell, P., Hertz, P. i McMillan, B. (2016). Biologia: dynamiczna nauka (4 ed.). Nauka Cengage.
  7. Solomon, E., Berg, L. i Martin, D. (2004). Biologia (7 wyd.) Cengage Learning.