Razmnoževanje faz in značilnosti virusov

The razmnoževanje virusov ali virusna replikacija To je dogodek, s katerim se virusni delček pomnoži v več zaporedjih z ugrabitvijo encimskih strojev gostiteljske celice. Ker virusi niso sestavljeni iz celic, se ne morejo samostojno razmnožiti, strogo potrebujejo gosta za celico.

Obstajata dve splošni alternativi, s katerimi je mogoče reproducirati virus: litični cikel ali lizogeni cikel. Oba procesa sta bila široko raziskana v virusih, ki okužijo bakterije ali bakteriofage.

Reproduktivni cikel virusa.
1-fijación
2-Peettacija
3-disseminacija
4-sinteza (4A-transkripcija, 4B-translacija, podvajanje 4C-genoma)
5-ensamblaje
6-liberanja
Vir: francisp2 [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)]

Litični cikel je vrhunec z rupturo gostujoče celice, v lizogeni pa neprekinjene celice živijo z genetskim materialom virusa v notranjosti.

V primeru litične poti virus najde potencialno celico, ki jo bo okužila in popravila prek receptorjev, ki prepoznajo na celični površini. Nato vbrizgate svojo DNK v citoplazmo, kjer se bo začela proizvodnja strukturnih komponent. Ti kosi nukleinskih kislin in beljakovin so sestavljeni in sproščeni, nato pa lahko okužijo nove goste.

Lizogeni cikel se začne na podoben način, z izjemo, da bo virusna DNK utrpela postopek rekombinacije in bo vključena v kromosom svojega gostitelja. Virus ostane latentni znotraj celice, dokler delovanje kemika ali UV svetlobe ne sproži litičnega cikla.

[TOC]

Kaj je virus?

Preden razložimo, kaj je sestavljena iz reprodukcije virusov, moramo biti jasni o več vidikih, povezanih z biologijo teh entitet. Virusi niso celice, vendar so preproste strukture, ki nastanejo iz nukleinskih kislin in nekaterih beljakovin.

Celoten in razvit niz virusnih nalezljivih delcev je znan kot virion.

Za razliko od organskih bitij, sestavljenih iz celic, virusi nimajo presnove ali izmenjave snovi na nadzorovan način z zunanjim okoljem. Toda kar lahko storijo, je razmnoževanje znotraj bioloških sistemov, ki predstavljajo te funkcije: to je v živih celicah.

Zaradi tega se virusi štejejo. Njihovi mokri so lahko vretenčarji, nevretenčarji, rastline, prosti, bakterije itd., odvisno od preučenega virusa.

Za reprodukcijo morajo virusi ugrabiti encimske stroje svojega gostitelja. Ta vidik ima posledice pri razvoju zdravil za zaustavitev virusne okužbe, saj lahko vpliva na razmnoževanje virusa. Nato bomo raziskali, kako se zgodi ta postopek.

Vam lahko služi: glutation: značilnosti, struktura, funkcije, biosinteza

Kako se virusi množijo?

Kot smo že omenili, so virusi biološki delci zelo preproste narave. Zato nukleinska kislina (bodisi DNK ali RNA), ki jo imajo.

V eni gostujoči celici lahko virion povzroči na tisoče virusnih delcev, podobnih začetniku, pri čemer uporabi presnovne stroje svojega gosta.

Čeprav so virusi in njihovi gostje zelo spremenljivi, je cikel razmnoževanja v vseh podobnih. Nato bomo posplošili postopek in opisali korak za korakom razmnoževanje bakteriofagov, virusov, ki okužijo bakterije. Nato bomo omenili nekaj posebnosti v virusih, ki okužijo živali.

Pomnoževanje virusa bakterij (bakteriofagi)

Bakteriofage se lahko reproducirajo po dveh alternativnih poteh: litični cikel ali lizogeni cikel. Kot že ime pove, zadnji korak litika vključuje lizo (in s tem smrt) gostiteljske celice. V nasprotju s tem lizogeni cikel vključuje virusno razmnoževanje z živo celico.

-Litični cikel

Litični proces v bakteriofagih T (T2, T4 in T6) je znan z velikimi podrobnostmi v znanih bakterijah In. coli. Procesi, ki jih bomo opisali spodaj, temeljijo na teh študijskih modelih.

Pojavi se v petih različnih stopnjah: fiksacija, penetracija, biosinteza, zorenje in osvoboditev.

Fiksacija

Ta korak je znan tudi kot adsorpcija virusa. Prva stvar, ki bi se morala zgoditi, da se virus pomnoži, je srečanje med virusnim delcem in gostiteljsko celico. To trčenje se pojavi naključno.

Virus je pritrjen na dopolnilni sprejemnik, ki prepozna na površini celice; V tem primeru na bakterijski celični steni. Ta fiksacija je kemična interakcija, kjer se med virusom in sprejemnikom pojavljajo šibke povezave.

Penetracija

Ko virus prepozna sprejemnik, nadaljuje, da vbrizga svoj genetski material. Bakteriofag sprosti encim, ki poškoduje del celične stene. V tem kontekstu virusni delček deluje kot hipodermična brizga, ki je zadolžena za vbrizgavanje DNK.

Biosinteza

Ko DNK doseže celično citoplazmo gostitelja, se začne biosinteza genetskega materiala in zadevnega organizma. Sinteza gostiteljskih beljakovin se ustavi z vrsto korakov, ki jih virus orkestrira.

Vam lahko služi: paranthropus: odkritje, značilnosti, lobanja

Invaderju uspe ugrabiti tako proste nukleotide gostitelja, ribosome kot aminokisline kot potrebne encime za kopiranje virusne DNK.

Zorenje

Ko so sintetizirani vsi strukturni bloki virusov, se postopek sestavljanja začne oz zorenje. Sestavljanje virusnih delcev komponent se pojavi spontano, kar odpravi potrebo po drugih genih, ki se udeležujejo procesa.

Izpustitev

Na koncu postopka montaže je treba viruse sprostiti v zunajcelično okolje. Ko razlagamo litični cikel, ta končni korak vključuje lizo celice, ki se je udeležila celotnega procesa.

Lisis vključuje rupturo plazemske membrane in celične stene. Degradacija te zadnje komponente se pojavi z delovanjem gladkega encima, ki se sintetizira znotraj celice med opisanim postopkom.

Na ta način se sprostijo novi novo sintetizirani virusni delci. Te lahko okužijo sosednje celice in znova ponovijo cikel.

-Lizogeni cikel

Vsi virusi ne prodrejo v gostujoče celice in jih uničijo na račun lastne reprodukcije. Alternativni način množenja se imenuje lizogeni cikel. Virusi, ki se na ta način lahko reproducirajo.

Čeprav lahko nekatere viruse reproduciramo z litično potjo, opisano v prejšnjem razdelku, se lahko tudi razmnožujejo, ne da bi uničili celico in v njej zadržali latentno ali neaktivno.

Za opis bomo uporabili lambda (λ) bakteriofageno telo, lizogeno bakteriofago, ki je bil temeljito preučen.

Stopnje, s katerimi se pojavlja lizogeni cikel, so: penetracija gostitelja, tvorba krožne DNK iz linearne molekule DNK in rekombinacija z gostiteljsko DNK.

Integracija virusne DNK v gostiteljsko DNK

Začetne stopnje se pojavljajo zelo podobne prejšnjemu ciklu, z izjemo, da je virusna DNK vgrajena v DNK gostiteljske celice, s postopkom rekombinacije.

V tem stanju je virus v celici latentni, virusna DNK pa se ponovi z gostiteljsko DNK.

Vam lahko služi: znani biologi

Izmenjava med litičnim in lizogenim ciklom

Po drugi strani lahko različni stohastični dogodki vodijo do spremembe iz litskega cikla v litik. Znotraj teh dogodkov so izpostavljeni UV sevanju ali določenim kemikalijam, ki vodijo do ekscizije faga DNK in na začetku lize.

Posledice Lizogenija

Obstajajo pomembne posledice lizogenije, in sicer: (i) lizogene celice so imune na poznejše okužbe istega bakteriofaga, ne pa na drugačen virus; (ii) celice lahko pridobijo nove značilnosti z vključevanjem genetskega materiala faga, kot sta proizvodnja nekaterih toksinov in (iii) postopek specializiranega transdukcije.

Pomnoževanje živalskih virusov

Na splošno gledano živalski virusi sledijo vzorcu množenja, ki je precej podoben vzorcu, ki je opisan v virusih, ki okužijo bakterije. Vendar pa obstaja nekaj izjemnih razlik v obeh procesih.

Najbolj očiten je vhodni mehanizem celice zaradi razlik, ki obstajajo na strukturni ravni med evkariontskimi in prokariotskimi celicami. V živalskih celicah receptorje tvorijo beljakovine in glikoproteini, zasidrani v plazemski membrani.

Primer tega je virus HIV. Za pridobitev celice virus prepozna sprejemnik, imenovan CCR5. Nekateri posamezniki imajo delecijo (to je, da v genu manjka 32 baznih parov, ki kodira za celični sprejemnik, ki uničuje beljakovine in daje odpornost držala na grozljiv virus.

Številni napadalci izkoriščajo receptorje, ki posredujejo proces endocitoze, da vstopijo v celico, tako da tvorijo vezikle. Virusi, ki jih pokriva membrana, lahko vstopijo v celico z zlivanjem lipidnih membran.

Ko virus prodira, je sinteza virusnih delcev nekoliko spremenljiva. Živalske celice imajo drugačne encimske stroje, kot jih najdemo pri bakterijah.

Reference

1. Forbes, b. Do., Sahm, d. F., & Weissfeld, a. S. (2007). Diagnostična mikrobiologija. Mosby.
2. Freeman, s. (2017). Biološka znanost. Pearson Education.
3. Murray, str. R., Rosenthal, k. S., & Pfaller, m. Do. (2015). Mikrobiologija Medical. Elsevier Health Sciences.
4. Reece, J. B., Urry, l. Do., Cain, m. L., Wasserman, s. Do., Minorsky, str. V., & Jackson, r. B. (2014). Campbell Biology. Pearson Education.
5. Tortora, g. J., Funke, b. R., & Case, c. L. (2016). Mikrobiologija. Uvod. Pearson.