Faze litičnega cikla in pravi primer



The litični cikel je eden od dveh alternativnih življenjskih ciklov virusa znotraj celice gostiteljice, s katerim virus, ki vstopa v celico, vzame mehanizem njegove replikacije. Ko so enkrat znotraj, se izdelajo DNA in virusni proteini, nato pa se lizira (lomljena) celica. Tako lahko na novo nastali virusi pustijo gostiteljsko celico zdaj razpadli in okužijo druge celice.

Ta metoda replikacije je v nasprotju z lizogenim ciklusom, med katerim se virus, ki je okužil celico, vstavi v gostiteljsko DNK in deluje kot inertni segment DNK in se replicira le, ko se celica deli..

Lizogeni cikel ne povzroča poškodb gostiteljske celice, je pa latentno stanje, medtem ko litični cikel povzroči uničenje okužene celice..

Litični cikel se na splošno šteje za glavno metodo replikacije virusa, saj je bolj pogost. Poleg tega lahko lizogenski cikel privede do litičnega cikla, ko pride do indukcijskega dogodka, kot je izpostavljenost ultravijolični svetlobi, ki povzroči, da ta latentna faza vstopi v litični cikel.

Z boljšim razumevanjem litičnega cikla lahko znanstveniki bolje razumejo, kako se odziva imunski sistem na odganjanje teh virusov in kako je mogoče razviti nove tehnologije za premagovanje virusnih bolezni..

Da bi izvedeli, kako prekiniti razmnoževanje virusov in tako odpraviti bolezni, ki jih povzročajo virusi, ki vplivajo na ljudi, živali in kmetijske pridelke, se izvajajo številne študije..

Znanstveniki upajo, da bodo nekega dne lahko razumeli, kako ustaviti sprožilce, ki sprožijo destruktivni litični cikel v virusih s sanitarnim interesom.

Indeks

  • 1 Splošne značilnosti litičnega cikla
  • 2 Faze litičnega cikla: Primer faga T4
    • 2.1 Fiksiranje / lepljenje na celico
    • 2.2 Vnos za penetracijo / virus
    • 2.3 Replikacija / sinteza virusnih molekul
    • 2.4 Sestavljanje virusnih delcev
    • 2.5 Liza okužene celice
  • 3 Reference

Splošnosti litičnega cikla

Razmnoževanje virusov je najbolje razumeti z raziskovanjem virusov, ki okužijo bakterije, znane kot bakteriofagi (ali fagi). Litični cikel in lizogenski cikel sta dva temeljna reproduktivna procesa, ki so bila identificirana pri virusih.

Na podlagi študij z bakteriofagi so bili opisani ti cikli. Litični ciklus vključuje virus, ki vstopa v gostiteljsko celico in prevzame nadzor nad molekulami, ki posnemajo celično DNA, da proizvedejo virusno DNA in virusne proteine. To sta dva razreda molekul, ki strukturno tvorita fage.

Ko gostiteljska celica vsebuje veliko virusnih delcev, sveže proizvedenih v notranjosti, ti delci spodbujajo razgradnjo celične stene od znotraj.

Z molekularnimi mehanizmi, značilnimi za fag, nastajajo nekateri encimi, ki imajo sposobnost prekiniti vezi, ki ohranjajo celično steno, kar olajša sproščanje novih virusov..

Na primer bakteriofag lambda, po okužbi gostiteljske celice Escherichia coli, ponavadi vstavi svojo genetsko informacijo v bakterijski kromosom in ostane v mirujočem stanju.

Vendar se lahko virus pod določenimi stresnimi pogoji začne razmnoževati in jemlje litično pot. V tem primeru se proizvede več sto fagov, v katerem je bakterijska celica zglajena in potomci se sproščajo.

Faze litičnega cikla: Primer fago T4

Virusi, ki se množijo z litičnim ciklom, se imenujejo virulentni virusi, ker ubijejo celico. Fage T4 je najbolj raziskan pravi primer, ki pojasnjuje litični cikel, ki je sestavljen iz petih stopenj.

Fiksiranje / lepljenje na celico

Fage T4 se najprej drži gostiteljske celice Escherichia coli. To vezavo opravijo repna vlakna virusa, ki imajo proteine ​​z visoko afiniteto za gostiteljsko celično steno.

Mesto, kjer se virus veže, se imenuje receptorska mesta, čeprav se lahko pridružijo tudi enostavne mehanske sile.

Vnos za preboj / virus

Da bi okužil celico, mora virus najprej vstopiti v celico skozi plazemsko membrano in celično steno (če je prisotna). Nato sprosti genetski material (RNA ali DNA) v celico.

V primeru faga T4 se po vezavi na gostiteljsko celico sprosti encim, ki oslabi mesto stene gostiteljske celice..

Nato virus vbrizga svoj genetski material na podoben način kot hipodermična igla, pritiska na celico skozi šibko točko celične stene..

Replikacija / sinteza virusnih molekul

Nukleinska kislina virusa uporablja stroj gostiteljske celice za proizvodnjo velikih količin virusnih komponent, tako genskega materiala kot virusnih beljakovin, ki sestavljajo strukturne dele virusa..

V primeru virusov DNA se DNK prepiše v molekule RNA (mRNA), ki se nato uporabijo za usmerjanje ribosomov celice. Eden od prvih virusnih polipeptidov (beljakovin), ki se proizvajajo, ima funkcijo uničenja DNK okužene celice.

V retrovirusih (ki injicirajo sklop RNA) se imenuje edinstveni encim reverzna transkriptaza transkribira virusno RNA v DNA, ki se nato prepiše nazaj v mRNA.

V primeru faga T4, DNA bakterije E. coli inaktivira in nato DNA virusnega genoma prevzame nadzor in virusna DNA naredi RNA nukleotidov v celici gostiteljici z uporabo encimov celice gostiteljice..

Sestavljanje virusnih delcev

Po izdelavi več kopij virusnih komponent (nukleinskih kislin in beljakovin) se združijo v popolne viruse.

V primeru faga T4 proteini, ki jih kodira fagna DNA, delujejo kot encimi, ki sodelujejo pri nastajanju novih fagov..

Celotna presnova gostitelja je usmerjena v proizvodnjo virusnih molekul, kar povzroči celico, polno novih virusov in ne more povrniti nadzora..

Liza okužene celice

Po zbiranju novih virusnih delcev nastane encim, ki razgrajuje bakterijsko celično steno od znotraj in omogoča vstop tekočin iz zunajceličnega medija..

Celica sčasoma zapolni tekočino in razpoke (lizo), od tod tudi njeno ime. Sproščeni novi virusi lahko okužijo druge celice in s tem ponovno začnejo postopek.

Reference

  1. Brooker, R. (2011). Koncepti genetike (1. izd.). McGraw-Hill izobraževanje.
  2. Campbell, N. in Reece, J. (2005). Biologija (2. izd.) Pearson Education.
  3. Engelkirk, P. in Duben-Engelkirk, J. (2010). Burtonova mikrobiologija za zdravstvene vede (9. izd.). Lippincott Williams & Wilkins.
  4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. in Martin, K. (2016). Molekularna celična biologija (8. izd.). W. H. Freeman in družba.
  5. Malacinski, G. (2005). Osnove molekularne biologije (4. izd.). Učenje Jones & Bartlett.
  6. Russell, P., Hertz, P. in McMillan, B. (2016). Biologija: Dinamična znanost (4. izd.). Učenje Cengage.
  7. Solomon, E., Berg, L. in Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.