LITINIS CIKLAS: FAZĖS IR TIKRAS PAVYZDYS - BIOLOGIJA - 2025

Lizės ciklas yra vienas iš dviejų alternatyvių gyvenimo ciklų virusu ląstelę-šeimininkę, per kurią virusas, kuris patenka į ląstelę perima ląstelės kopijavimo mechanizmo. Patekę į vidų, gaminami DNR ir virusiniai baltymai, o tada liza (suskaidoma) ląstelė. Taigi naujai gaminami nauji virusai gali palikti ląstelę šeimininko ląsteles ir užkrėsti kitas ląsteles.

Šis replikacijos metodas prieštarauja lizogeniniam ciklui, kurio metu virusas, užkrėtęs ląstelę, įsitvirtina šeimininko DNR ir, veikdamas kaip inertinis DNR segmentas, replikuojasi tik tada, kai ląstelė pasiskirsto.

Lambda fagas: lytinis ciklas ir lizogeninis ciklas

Lizogeninis ciklas nepažeidžia ląstelės-šeimininkės, bet yra latentinė būsena, o lizinis ciklas sunaikina užkrėstą ląstelę.

Lizinis ciklas paprastai laikomas pagrindiniu viruso replikacijos metodu, nes jis yra dažnesnis. Be to, lizogeninis ciklas gali sukelti lytinį ciklą, kai įvyksta indukcijos įvykis, pavyzdžiui, ultravioletinės šviesos poveikis, dėl kurio ši latentinė stadija patenka į lytinį ciklą.

Geresnį lytinio ciklo supratimą mokslininkai gali geriau suprasti, kaip imuninė sistema reaguoja į šių virusų atbaidymą ir kaip gali būti sukurtos naujos technologijos virusinėms ligoms įveikti.

Siekiant sužinoti, kaip nutraukti virusų dauginimąsi ir taip išspręsti virusų sukeltas ligas, turinčias įtakos žmonėms, gyvūnams ir žemės ūkio kultūroms, atliekama daugybė tyrimų.

Mokslininkai tikisi, kad vieną dieną pavyks suprasti, kaip sustabdyti trigerius, pradedančius destruktyvų lytinį ciklą susirūpinant sveikata virusais.

Litinio ciklo bendrumai

Virusų dauginimasis geriausiai suprantamas tiriant virusus, kurie užkrečia bakterijas, žinomas kaip bakteriofagai (arba fagai). Lizinis ciklas ir lizogeninis ciklas yra du pagrindiniai reprodukcijos procesai, nustatyti virusai.

Remiantis tyrimais su bakteriofagais, buvo aprašyti šie ciklai. Lizinis ciklas apima viruso patekimą į šeimininko ląstelę ir perėmimą molekulių, kurios replikuoja ląstelės DNR, kad gautų virusinę DNR ir virusinius baltymus. Tai yra dvi molekulių klasės, kurios struktūriškai sudaro fagus.

Kai ląstelės-šeimininkės viduje yra daug naujai pagamintų viruso dalelių, šios dalelės skatina ląstelės sienos skilimą iš vidaus.

Per molekulinius fago mechanizmus gaminami tam tikri fermentai, kurie turi galimybę nutraukti ryšius, kurie palaiko ląstelės sienelę, o tai palengvina naujų virusų išsiskyrimą.

Pavyzdžiui, bakteriofagas lambda, užkrėtęs Escherichia coli šeimininko ląsteles, paprastai įterpia savo genetinę informaciją į bakterijos chromosomą ir išlieka ramybės būsenoje.

Tačiau esant tam tikroms streso sąlygoms, virusas gali pradėti daugintis ir eiti lytiškai. Tokiu atveju susidaro keli šimtai fagų, kuriuose bakterijos ląstelė lizuojama ir palikuonys išsiskiria.

Lizinio ciklo fagai: T4 fago pavyzdys

Virusai, dauginantys lizinio ciklo metu, yra vadinami virulentiškais virusais, nes jie naikina ląstelę. Fagas T4 yra labiausiai ištirtas realus pavyzdys, paaiškinantis lytinį ciklą, kurį sudaro penki etapai.

Fiksacija / sukibimas su ląstele

T4 fagas pirmiausia prisitvirtina prie Escherichia coli ląstelės-šeimininkės. Šį rišimą vykdo viruso uodegos pluoštai, turintys baltymus, turinčius didelį afinitetą ląstelės-šeimininkės sienelei.

Vietos, kuriose virusas prisitvirtina, vadinamos receptorių vietomis, nors jį galima pritvirtinti ir paprastomis mechaninėmis jėgomis.

Viruso įsiskverbimas / įvežimas

Norėdami užkrėsti ląstelę, virusas pirmiausia turi patekti į ląstelę per plazmos membraną ir ląstelės sienelę (jei yra). Tada į ląstelę išleidžiama genetinė medžiaga (RNR arba DNR).

Fago T4 atveju, prisijungus prie ląstelės-šeimininkės, išsiskiria fermentas, susilpninantis vietą ant ląstelės-šeimininkės sienos.

Tada virusas švirkščia savo genetinę medžiagą, panašią į poodinę adatą, prispausdamas prie ląstelės per silpnąją ląstelės sienos vietą.

Viruso molekulių replikacija / sintezė

Viruso nukleorūgštis naudoja ląstelės-šeimininkės mechanizmą dideliam viruso komponentų, tiek genetinės medžiagos, tiek virusų baltymų, kurie sudaro struktūrines viruso dalis, kiekiams gaminti.

DNR virusų atveju, DNR transkriptuoja save kaip pasiuntinės RNR (mRNR) molekules, kurios vėliau naudojamos nukreipti ląstelės ribosomas. Vienas iš pirmųjų viruso polipeptidų (baltymų), kuris bus pagamintas, atlieka užkrėstos ląstelės DNR sunaikinimo funkciją.

Retrovirusuose (į kuriuos įšvirkščiama RNR grandinė) unikalus fermentas, vadinamas atvirkštine transkriptaze, viruso RNR perrašo į DNR, o po to perrašomas atgal į mRNR.

Fago T4 atveju inaktyvinamos E. coli bakterijų DNR, tada perima viruso genomo DNR, o viruso DNR, naudodama priimančiosios ląstelės fermentus, padaro ląstelės-šeimininkės nukleotidų RNR.

Virusinių dalelių surinkimas

Pagaminus keletą viruso komponentų (nukleorūgščių ir baltymų) kopijų, jie susiformuoja ištisiems virusams.

T4 fago atveju, fago DNR užkoduoti baltymai veikia kaip fermentai, kurie bendradarbiauja formuojant naują fagą.

Visas šeimininko metabolizmas yra nukreiptas į virusinių molekulių gamybą, todėl ląstelė užpildoma naujais virusais ir negali atgauti kontrolės.

Užkrėstos ląstelės lizė

Surinkus naujas viruso daleles, gaminamas fermentas, kuris skaido bakterijos ląstelės sieną iš vidaus ir leidžia skysčiams patekti iš tarpląstelinės aplinkos.

Ląstelė ilgainiui užpildo skysčiu ir sprogo (lizė), taigi ir jos pavadinimas. Išleisti nauji virusai gali užkrėsti kitas ląsteles ir tokiu būdu pradėti procesą iš naujo.

Nuorodos

1. Brookeris, R. (2011). Genetikos sąvokos (1-asis leidimas). „McGraw-Hill“ išsilavinimas.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologija (2-asis leidimas) „Pearson Education“.
3. Engelkirkas, P. ir Dubenas-Engelkirkas, J. (2010). Burtono sveikatos mokslų mikrobiologija (9-asis leidimas). Lippincott Williams ir Wilkins.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. ir Martin, K. (2016). Molekulinių ląstelių biologija (8-asis leidimas). WH Freeman ir kompanija.
5. Malacinski, G. (2005). Molekulinės biologijos pagrindai (4-asis leidimas). Jones ir Bartlett mokymasis.
6. Russell, P., Hertz, P. ir McMillan, B. (2016). Biologija: dinaminis mokslas (4-asis leidimas). „Cengage“ mokymasis.
7. Saliamonas, E., Bergas, L. ir Martinas, D. (2004). Biologija (7-asis leidimas) Cengage mokymasis.