2 ciklai bakteriofagų dauginimui: lytinis ciklas ir lizogeninis ciklas

Du pagrindiniai bakteriofagų dauginimo ciklai yra šie: 1. Lytinis ciklas 2. Lizogeninis ciklas!

Daugumos virusinių genų poveikis yra tam, kad virusai galėtų užkrėsti atitinkamas šeimininko ląsteles, dauginasi naudojant šeimininko mašiną, pvz., Fermentus ir ribosomas, o po to sukelia ląstelių lizę.

Po šeimininkų ląstelių lizės daugelis virusų išsiskiria, kurie gali užkrėsti naujas šeimininkines ląsteles, kad pakartotų lytinį ciklą. Kartais virusai gali integruotis su šeimininko chromosoma ir replikuoti kartu su juo, kad būtų lizogeninis ciklas. Paimkime lytinių ir lizogerucų ciklų pavyzdžius.

Bakteriofagų dauginimąsi tyrė E. coli T-lygių faguose žinomi darbuotojai, pvz., Delbrukas, Luria ir Lwoffas. Lwoff pasiūlė tris bakteriofagų-ekstraląstelinio viriono stadijas. Augalinis fagas ir prophagas. Pilnos viruso dalelės prieš infekciją yra ekstraląsteliniai virionai. Kiti du etapai yra intraceluliniai ir yra tik nukleino rūgščių pavidalu. Jei jis yra laisvas, turintis savarankišką replikaciją, tai yra vegetacinis fagas. Jis gali įterpti kartu su bakterine DNR ir kartu su juo daugintis, tada jis yra pranašas. Tie fagai, turintys gebėjimą tapti pranašais, vadinami „vidutinio sunkumo fagais“, o tie, kurie neturi šios savybės, vadinami „virulentiniais fagais“. Abiejų tipų dauginimasis gali būti tiriamas atskirai lytiniame cikle (virulentiniams fagams) ir lizogeniniam ciklui (vidutinio klimato fagams).

1. Lytinis ciklas:

Virulentinio fago dauginimo procesas vadinamas lytiniu ciklu, nes šeimininko bakterinė ląstelė yra lizuojama pabaigoje.

Šis procesas suskirstytas į šiuos etapus:

(a) Adsorbcija (6.57 pav.):

Tai yra viruso dalelės prijungimas prie specifinės šeimininko bakterijos ląstelės. Tvirtinimas yra specifinėse receptorių vietose, esančiose šeimininko ląstelės sienoje. T-lyginiai fagai (T2, T4 ir tt, prie jų uodegos skaidulų pritvirtinami šeimininko receptorių vietose.

b) skverbtis (6.57 pav.):

Kitas etapas yra viriono nukleino rūgšties injekcija į šeimininko ląstelę. Nukleopeptidinė šeimininko ląstelių sienelė hidrolizuojama lizocimo, esančio uodegos gale, ir sukuria skylę, per kurią virusinė nukleino rūgštis yra švirkščiama į šeimininko ląstelę per uodegą. Tai atsitinka, kai uodegos pluoštai, pritvirtinus, sulenkiami, sujungiant pagrindo plokštę
su bakterinėmis ląstelių sienelėmis.

Uodegos apvalkalai ir centrinis vamzdelis (adata) stumiami per sieną. Visa tai yra aktyvus procesas ir vyksta ATP sąskaita. Baltymų sluoksniai, likę lauke, prijungti prie šeimininko ląstelės sienos, vadinami „vaiduokliais“.

6.56 pav. Virulentinės būsenos lizogeninės būsenos konversija fagais užkrėstose bakterijose.

c) Užtemimo etapas:

Šiame etape matyti sekantis virusinis DNR aktyvumas šeimininko ląstelėje,

i) imunitetas nuo tolesnės infekcijos, kurią sukelia to paties tipo fagai, gaminant specifinį fermentą, vadinamą „repressoriumi“;

(ii) slopinti visus šeimininko aktyvumus

(iii) naujų fermentų sintezė fagų DNR, naudojant šeimininko ląstelės amino rūgšties baseiną. Tai vadinama ankstyvaisiais baltymais

(iv) Šie fermentai yra naudojami, kad užsandarintų ląstelės sienelę, kad sunaikintų šeimininko DNR

(v) šviežios DNR molekulės tada sintezuoja naują baltymų tipą, vadinamą „Late Proteins“, kurie identifikuojami kaip virusinio sluoksnio baltymai ir virusiniai lizocimai.

Kailio baltymai sudaro monomerus, kurie tada surenkami į kapsidą ir kitus virusinius komponentus.

d) Brandinimas:

Tai yra įvairių komponentų surinkimas į brandžius ar pilnus virionus. Galvos ir uodegos pirmą kartą surenkamos atskirai, o tada dvi yra pritvirtintos, kad sudarytų šimtus naujų fagų dalelių.

Laikotarpis tarp virusinės nukleorūgšties injekcijos ir naujų fagų palikuonių atsiradimo yra užtemimo laikotarpis, kuris yra apie 12 minučių T2 faguose. Bendras laikas, skaičiuojamas nuo nukleino rūgšties įvedimo į šeimininko ląstelės sienelės plyšimą, vadinamas latentiniu laikotarpiu. Tai yra apie 18 minučių T2 fagams.

e) naujų virionų lizė ir išleidimas:

Ląstelių sienelės išsilieja latentinio laikotarpio pabaigoje ir virionai išsiskiria. Šis reiškinys vadinamas lizė. Vieno šeimininko ląstelės sukurtų virionų skaičius yra specifinis ir vadinamas sprogimo dydžiu. Apskritai tai yra 200 - 300. Pagrindiniai lytinio ciklo etapai parodyti 6.57 pav.

2. Lizogeninis ciklas:

Jis parodomas -X (lambda) fagu, kuris taip pat užkrečia E. coli bakterijas. Struktūriškai ji turi šešiakampę galvą, kurioje yra dvigubos apvalios DNR ir cilindrinės tuščiavidurės uodegos.

Tačiau trūksta uodegų. Injekuota DNR gali pasirinkti jau aptartą lytinį ciklą arba gali atlikti lizogeninį ciklą. Tokiu atveju DNR prijungiama prie bakterinės DNR, tampa neveikli ir vadinama pranašyste arba proviru. Čia fagas neperkelia priimančiosios mašinos, bet kartojasi kartu su šeimininku. Kitaip tariant, fagų DNR replikuotų tik tada, kai bakterinės chromosomos atkartojasi ir išliks kaip simbionas, o ne parazitas. Užkrėstos bakterijos vadinamos lizogeninėmis, o tai reiškia, kad bakterinė ląstelė sukelia lizę. Represoriaus baltymas, pagamintas prophagoje, saugo kitus fagų genus represuotoje stadijoje. Kai lizogeninės bakterijos yra veikiamos pakitusių aplinkos sąlygų, pvz., UV spindulių ar rentgeno spindulių arba aktyvių cheminių medžiagų, pvz., Azoto garstyčių ar organinių peroksidų, slopinimas, pasireiškia represoriaus baltymo slopinimas, todėl susidaro lytiniai genai. Pranašas dabar tampa lytinis ir eina lytiniu ciklu. Kadangi E. coli, turinti prophagą, turi galimybę lizuoti, ji vadinama lizogenino ląstele. Aktyvi fagų DNR lytinio ciklo metu vadinama vege fagu arba vidutinio sunkumo fagu. Visą faginės DNR atsiradimo procesą ir kaip vidutinio laipsnio fagą, sukeliantį ląstelės lizę, vadina lizogenu.