CICLUL LITIC: FAZE ȘI EXEMPLU REAL - BIOLOGIE - 2025

Ciclul litică este una dintre cele două cicluri de viață alternative ale unui virus dintr - o celulă gazdă, prin care virusul care intra in celula preia mecanismul de replicare al celulei. Odată ajuns în interior, ADN-ul și proteinele virale sunt făcute și apoi lizați (rupe) celula. Astfel, virușii noi produși pot părăsi celula gazdă acum dezintegrată și pot infecta alte celule.

Această metodă de replicare este contrastată cu ciclul lizogen, în timpul căruia virusul care a infectat o celulă se introduce în ADN-ul gazdei și, acționând ca un segment inert al ADN-ului, se reproduce numai atunci când celula se divide.

Fagul lambda: ciclul litic și ciclul lizogen

Ciclul lizogen nu provoacă daune celulei gazdă, dar este o stare latentă, în timp ce ciclul litic are ca rezultat distrugerea celulei infectate.

Ciclul litic este în general considerat principala metodă de replicare virală, deoarece este mai frecvent. În plus, ciclul lizogen poate duce la ciclul litic atunci când există un eveniment de inducție, cum ar fi expunerea la lumina ultravioletă, care determină acest stadiu latent să intre în ciclul litic.

Printr-o mai bună înțelegere a ciclului litic, oamenii de știință pot înțelege mai bine modul în care sistemul imunitar răspunde la respingerea acestor viruși și cum pot fi dezvoltate noi tehnologii pentru a depăși bolile virale.

Pentru a învăța cum să întrerupeți replicarea virală și să abordați astfel bolile cauzate de viruși care afectează oameni, animale și culturi agricole, sunt realizate multe studii.

Oamenii de știință speră ca într-o zi să poată înțelege cum să opriți declanșatorii care pornesc ciclul litic distructiv în virușii de îngrijire a sănătății.

Generalități ale ciclului litic

Reproducerea virală se înțelege cel mai bine prin studierea virusurilor care infectează bacteriile, cunoscute sub numele de bacteriofage (sau fagii). Ciclul litic și ciclul lizogen sunt cele două procese fundamentale de reproducere identificate la viruși.

Pe baza studiilor efectuate cu bacteriofage, aceste cicluri au fost descrise. Ciclul litic implică virusul care intră într-o celulă gazdă și preluarea moleculelor care reproduc ADN-ul celulei pentru a produce ADN viral și proteine ​​virale. Acestea sunt cele două clase de molecule care formează structural fagii.

Când celula gazdă are multe particule virale recent produse în interiorul acesteia, aceste particule promovează descompunerea peretelui celular din interior.

Prin mecanismele moleculare ale fagului, sunt produse anumite enzime care au capacitatea de a rupe legăturile care mențin peretele celular, ceea ce facilitează eliberarea de noi virusuri.

De exemplu, bacteriofagul lambda, după ce a infectat o celulă gazdă Escherichia coli, în mod normal introduce informațiile sale genetice în cromozomul bacterian și rămâne în stare latentă.

Cu toate acestea, în anumite condiții de stres, virusul poate începe să se înmulțească și să ia calea litică. În acest caz, sunt produse câteva sute de fagi, moment în care celula bacteriană este lizată și descendența este eliberată.

Fazele unui ciclu litic: Exemplul fagului T4

Virusurile care se înmulțesc prin ciclul litic se numesc viruși viruși, deoarece omoară celula. Phage T4 este cel mai studiat exemplu real pentru a explica ciclul litic, care constă din cinci etape.

Fixare / aderare la celulă

Fagul T4 se atașează mai întâi de o celulă gazdă Escherichia coli. Această legare este realizată de fibrele cozii virusului care au proteine ​​cu afinitate ridicată pentru peretele celulei gazdă.

Locurile în care virusul se atașează se numesc site-uri receptor, deși poate fi atașat și prin forțe mecanice simple.

Penetrarea / intrarea virusului

Pentru a infecta o celulă, virusul trebuie să intre mai întâi în celulă prin membrana plasmatică și peretele celular (dacă este prezent). Apoi eliberează materialul său genetic (ARN sau ADN) în celulă.

În cazul fagului T4, după legarea la celula gazdă, se eliberează o enzimă care slăbește un site de pe peretele celulei gazdă.

Virusul își injectează apoi materialul genetic similar cu un ac hipodermic, apăsând împotriva celulei prin punctul slab din peretele celular.

Replicarea / sinteza moleculelor virale

Acidul nucleic al virusului folosește utilajul celulei gazdă pentru a produce cantități mari de componente virale, atât materialul genetic, cât și proteinele virale care cuprind părțile structurale ale virusului.

În cazul virusurilor ADN, ADN-ul se transcrie în molecule de ARN mesager (mARN) care sunt apoi utilizate pentru a direcționa ribozomii celulei. Unul dintre primele polipeptide virale (proteine) care sunt produse servește funcției de distrugere a ADN-ului celulelor infectate.

În retrovirusuri (care injectează o catena de ARN), o enzimă unică numită revers transcriptază transcrie ARN viral în ADN, care este apoi transcris din nou în ARNm.

În cazul fagului T4, ADN-ul bacteriilor E. coli este inactivat și apoi ADN-ul genomului viral preia, iar ADN-ul viral face ARN-ul nucleotidelor din celula gazdă folosind enzimele celulei gazdă.

Asamblarea particulelor virale

După ce au fost produse mai multe copii ale componentelor virale (acizi nucleici și proteine), acestea se asamblează pentru a forma viruși întregi.

În cazul fagului T4, proteinele codificate de ADN-ul fagului acționează ca enzime care cooperează la formarea noului fag.

Tot metabolismul gazdei este îndreptat către producția de molecule virale, rezultând o celulă umplută cu viruși noi și incapabilă să-și recapete controlul.

Liza celulei infectate

După asamblarea noilor particule de virus, se produce o enzimă care descompune peretele celulei bacteriene din interior și permite intrarea fluidelor din mediul extracelular.

În cele din urmă, celula se umple cu lichid și izbucnește (liză), de unde și numele acesteia. Noii viruși eliberați sunt capabili să infecteze alte celule și astfel să înceapă din nou procesul.

Referințe

1. Brooker, R. (2011). Conceptele de genetică (ediția I). McGraw-Hill Education.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologie (ediția a II-a) Pearson Education.
3. Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Microbiologia lui Burton pentru științele sănătății (ediția a 9-a). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. și Martin, K. (2016). Biologie celulară moleculară (ediția a VIII-a). WH Freeman and Company.
5. Malacinski, G. (2005). Esențiale ale biologiei moleculare (ediția a IV-a). Jones & Bartlett Learning.
6. Russell, P., Hertz, P. & McMillan, B. (2016). Biologie: știința dinamică (ediția a 4-a). Cengage Learning.
7. Solomon, E., Berg, L. și Martin, D. (2004). Biologie (ediția a 7-a) Cengage Learning.