LITIJAS CIKLS: FĀZES UN REĀLS PIEMĒRS - BIOLOĢIJA - 2025

Lytic cikls ir viens no diviem alternatīviem dzīves ciklos vīrusu laikā saimniekorganisma šūnā, caur kuru vīruss, kas nonāk šūnas pārņem šūnas replicēšanas mehānismu. Iekļūstot iekšā, tiek izgatavoti DNS un vīrusu proteīni, pēc tam šūna tiek sadalīta (sadalīta). Tādējādi jaunizveidotie jaunie vīrusi var atstāt tagad sadalīto saimnieka šūnu un inficēt citas šūnas.

Šī replikācijas metode tiek kontrastēta ar lizogēno ciklu, kura laikā vīruss, kas ir inficējis šūnu, iekļūst saimnieka DNS un, darbojoties kā inerts DNS segments, replicējas tikai tad, kad šūna dalās.

Lambda fāga: lītiskais cikls un liogēnais cikls

Lizogēnais cikls nerada nekādu kaitējumu saimnieka šūnai, bet ir latents stāvoklis, savukārt lītiskā cikla rezultātā inficētā šūna tiek iznīcināta.

Lītisko ciklu parasti uzskata par galveno vīrusa replikācijas metodi, jo tā ir biežāka. Lizogēnais cikls var izraisīt lītisko ciklu arī tad, ja ir indukcijas notikums, piemēram, ultravioletā starojuma iedarbība, kas izraisa šo latento posmu iekļūšanu lītiskajā ciklā.

Labāk izprotot lītisko ciklu, zinātnieki var labāk izprast, kā imūnsistēma reaģē uz šo vīrusu atbaidīšanu un kā var tikt izstrādātas jaunas tehnoloģijas vīrusu slimību pārvarēšanai.

Lai uzzinātu, kā pārtraukt vīrusa replikāciju un tādējādi risināt vīrusu izraisītās slimības, kas ietekmē cilvēkus, dzīvniekus un lauksaimniecības kultūras, tiek veikti daudzi pētījumi.

Zinātnieki cer, ka kādu dienu spēs saprast, kā apturēt sprūdus, kas sāk iznīcinošo lītisko ciklu vīrusos, kuri rada bažas par veselību.

Litiskā cikla vispārības

Vīrusu pavairošanu vislabāk saprot, pētot vīrusus, kas inficē baktērijas, kas pazīstamas kā bakteriofāgi (vai fāgi). Lītiskais cikls un liogēnais cikls ir divi galvenie reproduktīvie procesi, kas identificēti vīrusos.

Balstoties uz pētījumiem ar bakteriofāgiem, šie cikli ir aprakstīti. Lītiskajā ciklā vīruss iekļūst saimnieka šūnā un pārņem molekulas, kas replicē šūnas DNS, iegūstot vīrusu DNS un vīrusu olbaltumvielas. Šīs ir divas molekulu klases, kas strukturāli veido fāgus.

Ja saimniekorganisma šūnā ir daudz jaunizveidotu vīrusu daļiņu, šīs daļiņas veicina šūnas sienas sabrukšanu no iekšpuses.

Izmantojot fāgas molekulāros mehānismus, tiek ražoti daži fermenti, kuriem ir spēja saraut saites, kas uztur šūnas sienu, kas atvieglo jaunu vīrusu izdalīšanos.

Piemēram, bakteriofāga lambda pēc Escherichia coli saimnieka šūnas inficēšanas parasti ievieto savu ģenētisko informāciju baktēriju hromosomā un paliek neaktīvā stāvoklī.

Tomēr noteiktos stresa apstākļos vīruss var sākt vairoties un iet lītiski. Šajā gadījumā tiek ražoti vairāki simti fāgu, kurā baktēriju šūna tiek lizēta un pēcnācēji tiek atbrīvoti.

Lītiskā cikla fāgi: T4 fāga piemērs

Vīrusus, kas vairojas caur lītisko ciklu, sauc par virulentiem vīrusiem, jo ​​tie iznīcina šūnu. Fāgs T4 ir visvairāk izpētītais īstais piemērs, lai izskaidrotu lītisko ciklu, kas sastāv no pieciem posmiem.

Fiksācija / saķere ar šūnu

T4 fāgs vispirms piestiprinās pie Escherichia coli saimnieka šūnas. Šo saistīšanu veic vīrusa astes šķiedras, kurām ir olbaltumvielas ar augstu afinitāti pret saimniekorganisma šūnas sienu.

Vietas, kur vīruss pats piestiprinās, sauc par receptoru vietām, lai gan to var piestiprināt arī ar vienkāršiem mehāniskiem spēkiem.

Vīrusa iespiešanās / ievadīšana

Lai inficētu šūnu, vīrusam vispirms jāiekļūst šūnā caur plazmas membrānu un šūnas sienu (ja tāda ir). Pēc tam šūnā atbrīvo savu ģenētisko materiālu (RNS vai DNS).

T4 fāga gadījumā pēc saistīšanās ar saimnieka šūnu izdalās enzīms, kas vājina vietu saimnieka šūnas sienā.

Pēc tam vīruss injicē savu ģenētisko materiālu, kas līdzīgs zemādas adatai, nospiežot pret šūnu caur vājo vietu šūnas sienā.

Vīrusu molekulu replikācija / sintēze

Vīrusa nukleīnskābe izmanto saimniekorganisma šūnas, lai ražotu lielu daudzumu vīrusu komponentu - gan ģenētisko materiālu, gan vīrusu olbaltumvielas, kas satur vīrusa strukturālās daļas.

DNS vīrusu gadījumā DNS pārveido sevi par RNS (mRNS) molekulām, kuras pēc tam izmanto, lai virzītu šūnas ribosomas. Viens no pirmajiem ražotajiem vīrusu polipeptīdiem (olbaltumvielām) pilda inficētās šūnas DNS iznīcināšanas funkciju.

Retrovīrusos (kas injicē RNS virkni) unikāls enzīms, ko sauc par reverso transkriptāzi, vīrusa RNS pārraksta DNS, kas pēc tam tiek pārrakstīts atpakaļ uz mRNS.

T4 fāga gadījumā tiek inaktivēta E. coli baktēriju DNS, un pēc tam vīrusa genoma DNS tiek pārņemta, un vīrusa DNS, izmantojot saimnieka šūnas fermentus, veido saimniekšūnas nukleotīdu RNS.

Vīrusu daļiņu montāža

Pēc vairāku vīrusu komponentu (nukleīnskābju un olbaltumvielu) kopiju izgatavošanas tie samontējas, veidojot veselus vīrusus.

T4 fāga gadījumā olbaltumvielas, ko kodē fāgu DNS, darbojas kā fermenti, kas sadarbojas jaunā fāga veidošanā.

Visa saimnieka metabolisms ir vērsts uz vīrusu molekulu veidošanos, kā rezultātā šūna tiek piepildīta ar jauniem vīrusiem un nespēj atgūt kontroli.

Inficētās šūnas lizēšana

Pēc jauno vīrusa daļiņu montāžas tiek ražots enzīms, kas no iekšpuses noārda baktēriju šūnas sienu un ļauj šķidrumiem iekļūt ārpusšūnu vidē.

Šūna galu galā piepildās ar šķidrumu un pārsprāgst (lizējas), līdz ar to arī tā nosaukums. Jaunie izdalītie vīrusi spēj inficēt citas šūnas un tādējādi sākt procesu no jauna.

Atsauces

1. Brooker, R. (2011). Ģenētikas jēdzieni (1. izdevums). McGraw-Hill izglītība.
2. Kempbela, N. un Reece, J. (2005). Bioloģija (2. red.) Pīrsona izglītība.
3. Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Burtona mikrobioloģija veselības zinātnēm (9. izdevums). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Lodish, H., Berks, A., Kaizers, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molekulāro šūnu bioloģija (8. izdevums). WH Freeman un uzņēmums.
5. Malačinskis, G. (2005). Molekulārās bioloģijas pamati (4. izdevums). Džounsa un Bartleta mācīšanās.
6. Rasels, P., Hercs, P. un Makmilans, B. (2016). Bioloģija: dinamiskā zinātne (4. izdevums). Cengage mācīšanās.
7. Zālamans, E., Bergs, L. un Martins, D. (2004). Bioloģija (7. izdevums) Cengage mācīšanās.