- A litikus ciklus általános jellemzői
- Litikus ciklus fágai: Példa a T4 fágra
- Rögzítés / tapadás a cellához
- A vírus behatolása / bejutása
- A vírusmolekulák replikációja / szintézise
- A vírusrészecskék összeállítása
- A fertőzött sejt lízise
- Irodalom
A lízikus ciklus egy vírus két alternatív életciklusának egyike a gazdasejtben, amelyen keresztül a sejtbe belépő vírus átveszi a sejt replikációs mechanizmusát. Amikor belépnek a DNS-be és a vírusfehérjékbe, előállítják, majd lizálják (megszakítják) a sejtet. Így az újonnan előállított új vírusok elhagyhatják a most szétesett gazdasejtet, és megfertőzhetik más sejteket.
Ezt a replikációs módszert ellentétben áll a lizogén ciklussal, amelynek során a sejtet fertőző vírus beilleszkedik a gazdaszervezet DNS-ébe, és inert DNS szegmensként működve csak akkor replikálódik, amikor a sejt megosztódik.
Lambda fág: litikus és lizogén ciklus
A lizogén ciklus nem okoz kárt a gazdasejtben, hanem latens állapot, míg a lízikus ciklus a fertőzött sejt pusztulását eredményezi.
A litikus ciklust általában a vírusreplikáció fő módszerének tekintik, mivel ez gyakoribb. Ezenkívül a lizogén ciklus vezethet a lízikus ciklushoz, amikor indukciós esemény van, például ultraibolya fénynek való kitettség, amely miatt ez a látens stádium belép a lízikus ciklusba.
A lytikus ciklus jobb megértésével a tudósok jobban megértik, hogyan reagál az immunrendszer ezekre a vírusokra, és hogyan lehet új technológiákat fejleszteni a vírusos betegségek leküzdésére.
Sok tanulmányt végeznek annak érdekében, hogy megtanulják, hogyan lehet megszakítani a vírusreplikációt, és így kezelni az embereket, állatokat és mezőgazdasági növényeket érintő vírusok által okozott betegségeket.
A tudósok azt remélik, hogy egy nap megértik, hogyan lehet megállítani azokat az eseményeket, amelyek az egészség szempontjából aggályos vírusokban elindítják a pusztító lytikus ciklust.
A litikus ciklus általános jellemzői
A vírusszaporodást legjobban a baktériumokat fertőző vírusok, azaz bakteriofágok (vagy fágok) tanulmányozásával lehet megérteni. A lízikus ciklus és a lizogén ciklus a két alapvető reproduktív folyamat, amelyeket a vírusokban azonosítottak.
A bakteriofágokkal végzett tanulmányok alapján ezeket a ciklusokat leírták. A litikus ciklus során a vírus belép a gazdasejtbe, és átveszi azokat a molekulákat, amelyek replikálják a sejt DNS-ét, és így vírusos DNS-t és vírusfehérjéket állítanak elő. Ez a molekula két osztálya, amelyek strukturálisan alkotják a fágokat.
Amikor a gazdasejtben sok újonnan előállított vírusrészecske van, ezek a részecskék elősegítik a sejtfal lebontását belülről.
A fág molekuláris mechanizmusain keresztül bizonyos enzimeket állítanak elő, amelyek képesek megbontani a sejtfalot fenntartó kötéseket, ami megkönnyíti az új vírusok felszabadulását.
Például a lambda bakteriofág az Escherichia coli gazdasejt megfertőzése után rendszerint beiktatja genetikai információit a baktérium kromoszómájába, és alvó állapotban marad.
Bizonyos stresszviszonyok között azonban a vírus megkezdheti a szaporodást és eljuthat a lízis útjára. Ebben az esetben több száz fág képződik, amelyen a baktériumsejt lizálódik és az utódok felszabadulnak.
Litikus ciklus fágai: Példa a T4 fágra
A litikus cikluson keresztül szaporodó vírusokat virulens vírusoknak nevezzük, mert elpusztítják a sejtet. A T4 fág a leginkább tanulmányozott valódi példa a lízikus ciklus magyarázatára, amely öt szakaszból áll.
Rögzítés / tapadás a cellához
A T4 fág először egy Escherichia coli gazdasejthez kapcsolódik. Ezt a kötődést a vírus farokszálai hajtják végre, amelyeknek magas affinitása van a gazdasejt falához.
Azokat a helyeket, ahol a vírus önmagához kapcsolódik, receptor helyeknek nevezzük, bár egyszerű mechanikai erőkkel is rögzíthetők.
A vírus behatolása / bejutása
Egy sejt megfertőzéséhez a vírusnak először a plazmamembránon és a sejtfalán (ha van) keresztül kell belépnie a sejtekbe. Ezután genetikai anyagát (RNS vagy DNS) engedi a sejtbe.
A T4 fág esetében a gazdasejthez történő kötés után enzim szabadul fel, amely gyengíti a gazdasejt falán lévő helyet.
A vírus ezután a hipodermikus tűhöz hasonló módon fecskendezi be genetikai anyagát, és a sejt falának gyenge pontján keresztül nyomja a sejtet.
A vírusmolekulák replikációja / szintézise
A vírus nukleinsavja a gazdasejt gépeit alkalmazza nagy mennyiségű víruskomponens előállítására, mind a genetikai anyag, mind a vírusfehérjék számára, amelyek a vírus szerkezeti részeit tartalmazzák.
DNS-vírusok esetén a DNS átírja magát messenger RNS (mRNS) molekulákká, amelyeket azután használnak a sejt riboszómáinak irányítására. Az egyik előállítandó vírus-polipeptid (fehérje) a fertőzött sejt DNS-ének elpusztítását szolgálja.
A retrovírusokban (amelyek RNS szálat injektálnak) egy egyedi enzim, az úgynevezett reverz transzkriptáz, átírja a vírus RNS-t a DNS-be, amelyet azután visszaír az mRNS-hez.
A T4 fág esetén az E. coli baktériumok DNS-jét inaktiválják, majd a vírusgenom DNS-é veszi át a vírus DNS-t, és a gazdasejt enzimeinek felhasználásával a gazdasejt nukleotidjainak RNS-ét hozza létre.
A vírusrészecskék összeállítása
A víruskomponensek (nukleinsavak és fehérjék) több példányának elkészítése után összeállnak egész vírusok kialakulásához.
A T4 fág esetében a fág DNS által kódolt fehérjék olyan enzimekként működnek, amelyek együttműködnek az új fág képződésében.
A gazdaszervezet teljes metabolizmusa vírusmolekulák előállítására irányul, amelynek eredményeként egy új vírusokkal megtöltött sejt nem képes visszanyerni az irányítást.
A fertőzött sejt lízise
Az új vírusrészecskék összeállítása után egy enzim képződik, amely lebontja a baktériumsejt falát belülről, és lehetővé teszi folyadékok bejutását az extracelluláris környezetből.
A sejt végül megtelik folyadékkal és eltörik (lízis), ezért a neve is. A felszabadult új vírusok képesek más sejteket megfertőzni, és így újra elindítják a folyamatot.
Irodalom
- Brooker, R. (2011). A genetika fogalma (1. kiadás). McGraw-Hill oktatás.
- Campbell, N. és Reece, J. (2005). Biológia (2. kiadás) Pearson Education.
- Engelkirk, P. és Duben-Engelkirk, J. (2010). Burton mikrobiológiája az egészségtudomány számára (9. kiadás). Lippincott Williams & Wilkins.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. és Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8. kiadás). WH Freeman és társaság.
- Malacinski, G. (2005). A molekuláris biológia alapjai (4. kiadás). Jones és Bartlett Learning.
- Russell, P., Hertz, P. és McMillan, B. (2016). Biológia: A dinamikus tudomány (4. kiadás). Cengage tanulás.
- Solomon, E., Berg, L. és Martin, D. (2004). Biológia (7. kiadás) Cengage Learning.