VIRUSŲ DAUGINIMAS: FAZĖS IR YPATYBĖS - BIOLOGIJA - 2025

Virusų ar viruso replikaciją reprodukcija yra reiškiančią, virusas dalelių daugina pagal keliomis eilėmis, pagal užgrobimo fermentinį mašinos iš ląstelės šeimininkės. Kadangi virusai nėra sudaryti iš ląstelių, jie negali savarankiškai daugintis, griežtai reikalaudami, kad tai padarytų ląstelė.

Yra dvi bendrosios alternatyvos, kuriomis virusas gali daugintis: lizinis ciklas arba lizogeninis ciklas. Abu procesai buvo plačiai ištirti virusų, užkrečiančių bakterijas ar bakteriofagus, metu.

Virusų reprodukcinis ciklas.
1-fiksacija
2-įsiskverbimas
3-išskleidžiama
4-sintezė (4a transkripcija, 4b vertimas, 4c-genomo replikacija)
5-asamblėjos
6-spaudai
Šaltinis: Franciscosp2

Lizinis ciklas baigiasi šeimininko ląstelės plyšimu, o lizogeninio ciklo metu ląstelė ir toliau gyvena su genetine viruso medžiaga, esančia viduje.

Lizinio kelio atveju virusas randa potencialią ląstelę, kuria jis bus užkrėstas, ir prisitvirtins prie jos per receptorius, kuriuos atpažįsta ląstelės paviršiuje. Tada jis suleidžia savo DNR į citoplazmą, kur prasidės struktūrinių komponentų gamyba. Šie nukleorūgščių ir baltymų gabalai yra surenkami ir atpalaiduojami, po to jie gali užkrėsti naujus šeimininkus.

Lizogeninis ciklas prasideda panašiai, išskyrus tai, kad viruso DNR bus rekombinacijos procesas ir bus integruota į jo šeimininko chromosomą. Virusas lieka latentinis ląstelės viduje, kol tam tikros cheminės ar UV šviesos poveikis suaktyvina lytinį ciklą.

Kas yra virusas?

Prieš paaiškindami, ką sudaro virusų dauginimasis, turime išsiaiškinti kelis aspektus, susijusius su šių subjektų biologija. Virusai nėra ląstelės, o gana paprastos struktūros, sudarytos iš nukleorūgščių ir kai kurių baltymų.

Visas ir išplėtotas infekcinio viruso dalelių rinkinys yra žinomas kaip virionas.

Skirtingai nuo organinių būtybių, sudarytų iš ląstelių, virusai neturi metabolizmo ar kontroliuojamai keičiasi medžiagomis su išorine aplinka. Bet ką jie gali padaryti, tai daugintis biologinėse sistemose, kurios atlieka šias funkcijas: tai yra gyvose ląstelėse.

Dėl šios priežasties virusai yra laikomi privalomais ląstelių parazitais, nes jie negali atlikti reprodukcijos be gyvos ląstelės. Jo šeimininkai gali būti stuburiniai, bestuburiai, augalai, protistai, bakterijos ir kt., Priklausomai nuo tirto viruso.

Norėdami daugintis, virusai turi užgrobti savo šeimininko fermentinius mechanizmus. Šis aspektas turi pasekmių kuriant vaistus virusinei infekcijai sustabdyti, nes viruso dauginimasis gali trukdyti šeimininko ląstelėms daugintis. Žemiau ištirsime, kaip vyksta šis procesas.

Kaip virusai dauginasi?

Kaip minėjome, virusai yra labai paprastos biologinės dalelės. Todėl jų turimoje nukleorūgštyje (DNR arba RNR) yra informacija apie kelių baltymų ir fermentų, skirtų virionui gaminti, gamybą.

Vienoje šeimininko ląstelėje virionas gali pagaminti tūkstančius viruso dalelių, panašių į pradinę, naudodamas savo šeimininko metabolizmo mechanizmus.

Nepaisant to, kad virusai ir jų šeimininkai yra labai įvairūs, dauginimosi ciklas yra panašus. Žemiau mes apibendrinsime procesą ir žingsnis po žingsnio apibūdinsime bakteriofagų, virusų, kurie užkrečia bakterijas, dauginimąsi. Tada paminėsime keletą virusų, užkrečiančių gyvūnus, ypatumų.

Bakterijų virusų dauginimasis (bakteriofagai)

Bakteriofagai gali daugintis dviem alternatyviais būdais: lytiniu ciklu arba lizogeniniu ciklu. Kaip rodo jo pavadinimas, paskutinis lizikos žingsnis apima ląstelės-šeimininkės lizę (taigi ir mirtį). Lizogeninis ciklas, priešingai, apima viruso dauginimąsi su gyvąja ląstele.

-Lito ciklas

Litinis procesas bakteriofaguose T (T2, T4 ir T6) garsiosiose E. coli bakterijose yra žinomas labai išsamiai. Procesai, kuriuos aprašysime žemiau, yra pagrįsti šiais studijų modeliais.

Jis vyksta penkiuose skirtinguose etapuose: fiksacija, prasiskverbimas, biosintezė, brendimas ir išsiskyrimas.

Fiksacija

Šis žingsnis dar žinomas kaip viruso adsorbcija. Pirmas dalykas, kuris turi įvykti virusui daugintis, yra susitikimas tarp viruso dalelių ir ląstelės-šeimininkės. Šis susidūrimas įvyksta atsitiktinai.

Virusas jungiasi su kai kuriais papildomais receptoriais, kuriuos atpažįsta ląstelės paviršiuje; šiuo atveju bakterijų ląstelių sienelėje. Šis jungimasis yra cheminė sąveika, kai tarp viruso ir receptoriaus atsiranda silpni ryšiai.

Skverbtis

Kai virusas atpažįsta gavėją, jis suleidžia savo genetinę medžiagą. Bakteriofagas išskiria fermentą, kuris pažeidžia dalį ląstelės sienos. Šiame kontekste viruso dalelė veikia kaip poodinis švirkštas, atsakingas už DNR švirkštimą.

Biosintezė

Kai DNR pasiekia šeimininko ląstelės citoplazmą, prasideda nagrinėjamo organizmo genetinės medžiagos ir baltymų biosintezė. Šeimininko baltymų sintezę sustabdo viruso organizuojami veiksmai.

Įsibrovėlis sugeba atskirti laisvuosius šeimininko nukleotidus, ribosomas ir aminorūgštis, taip pat fermentus, reikalingus viruso DNR kopijuoti.

Brandinimas

Susintetinus visus statybinius virusus, prasideda surinkimo ar brendimo procesas. Viruso dalelių komponentų surinkimas vyksta spontaniškai, todėl nereikia kitų genų, kurie padėtų procesui.

Atleiskite

Pasibaigus surinkimo procesui, virusai turi būti išleisti į tarpląstelinę aplinką. Kaip paaiškiname litinį ciklą, šis paskutinis žingsnis apima ląstelės, kuri padėjo visam procesui, lizę.

Lizė apima plazminės membranos ir ląstelės sienos plyšimą. Šis paskutinis komponentas skaidomas dėl fermento lizocimo, kuris sintetinamas ląstelėje aprašyto proceso metu, veikimo.

Tokiu būdu išsiskiria naujai susintetintos viruso dalelės. Jie gali užkrėsti kaimynines ląsteles ir pakartoti ciklą dar kartą.

-Lizogeninis ciklas

Ne visi virusai prasiskverbia į šeimininko ląsteles ir sunaikina jas savo pačių reprodukcijos sąskaita. Alternatyvus daugybos būdas vadinamas lizogeniniu ciklu. Virusai, galintys tokiu būdu daugintis, yra žinomi kaip temperamentai.

Nors kai kurie virusai gali daugintis lytiniu keliu, aprašytu ankstesniame skyriuje, jie taip pat gali daugintis nesunaikindami ląstelės ir išlikdami latenti ar neaktyvūs joje.

Norėdami jums tai apibūdinti, kaip pavyzdinį organizmą naudosime bakteriofagą lambda (λ), lizogeninį bakteriofagą, kuris buvo išsamiai ištirtas.

Lizogeninio ciklo stadijos yra: įsiskverbimas į šeimininką, apskritos DNR formavimas iš tiesinės DNR molekulės ir rekombinacija su DNR-šeimininke.

Virusinės DNR integracija į priimančiosios DNR

Pradinės stadijos vyksta labai panašiai kaip ankstesnis ciklas, išskyrus tai, kad viruso DNR yra integruota į ląstelės-šeimininkės DNR rekombinacijos būdu.

Esant tokiai būsenai, virusas yra latentinis ląstelėje, o viruso DNR dauginasi kartu su šeimininko DNR.

Lizinio ir lizogeninio ciklo kaita

Kita vertus, įvairūs stochastiniai įvykiai gali pakeisti lizogeninį į lytinį ciklą. Tarp šių įvykių yra UV spinduliuotės ar tam tikrų cheminių medžiagų poveikis, dėl kurių fagos DNR išsiskiria ir prasideda lizė.

Lizogenijos pasekmės

Yra svarbių lizogenijos padarinių, būtent: (i) lizogeninės ląstelės turi imunitetą vėlesnėms infekcijoms iš to paties bakteriofago, bet ne nuo kito viruso; ii) ląstelės gali įgyti naujų savybių integruodamos fago genetinę medžiagą, pavyzdžiui, gaminant kai kuriuos toksinus, ir iii) leidžiamas specializuotas transdukcijos procesas.

Gyvūnų virusų dauginimasis

Apskritai kalbant, gyvūnų virusai dauginasi panašiai, kaip aprašyta virusuose, kurie užkrečia bakterijas. Tačiau abiejuose procesuose yra keletas ryškių skirtumų.

Akivaizdžiausias yra ląstelių įvedimo mechanizmas dėl skirtumų, esančių struktūriniame lygmenyje tarp eukariotų ir prokariotinių ląstelių. Gyvūnų ląstelėse receptorius sudaro baltymai ir glikoproteinai, įtvirtinti plazmos membranoje.

To pavyzdys yra ŽIV virusas. Norėdamas patekti į ląstelę, virusas atpažįsta receptorių, vadinamą CCR5. Kai kurie individai išbraukia (ty trūksta DNR dalių) geną, kuris koduoja ląstelinį receptorių, kuris sunaikina baltymą ir suteikia jo savininkui atsparumą baimės virusui (ty trūksta DNR dalių).

Daugelis įsibrovėlių pasinaudoja receptoriais, kurie tarpininkauja endocitozės procesui, kad patektų į ląstelę, susidarę pūslelėms. Virusai, kuriuos dengia membrana, gali patekti į ląstelę sulydydami lipidų membranas.

Virusui įsiskverbus, viruso dalelių sintezė šiek tiek kinta. Gyvūnų ląstelės turi kitokią fermentinę sistemą, nei mes randame bakterijose.

Nuorodos

1. „Forbes“, BA, „Sahm“, DF ir „Weissfeld, AS“ (2007). Diagnostinė mikrobiologija. Mosbis.
2. Freeman, S. (2017). Biologijos mokslas. „Pearson Education“.
3. Murray, PR, Rosenthal, KS ir Pfaller, MA (2015). Medicininė mikrobiologija. Elsevier sveikatos mokslai.
4. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbello biologija. Pearsono išsilavinimas.
5. „Tortora“, G. J., „Funke“, „BR“ ir „Case“, CL (2016). Mikrobiologija. Pristatymas. Pearsonas.