Det reproduktion af vira eller viral replikation det er den begivenhed, hvormed en viruspartikel multipliceres med flere størrelsesordener ved at kapre værtscellens enzymatiske maskineri. Da vira ikke består af celler, kan de ikke reproducere uafhængigt, hvilket strengt kræver, at en cellulær vært gør det.
Der er to generelle alternativer, hvormed en virus kan reproducere: den lytiske cyklus eller den lysogene cyklus. Begge processer er blevet undersøgt bredt i vira, der inficerer bakterier eller bakteriofager..
Den lytiske cyklus kulminerer i værtscellens brud, mens cellen i den lysogene cyklus fortsætter med at leve med virusets genetiske materiale indeni..
I tilfælde af den lytiske vej finder virussen den potentielle celle, som den vil inficere, og binder sig til den gennem receptorer, som den genkender på celleoverfladen. Derefter injicerer det sit DNA i cytoplasmaet, hvor produktionen af strukturelle komponenter vil begynde. Disse stykker nukleinsyrer og proteiner samles og frigives, hvorefter de kan inficere nye værter..
Den lysogene cyklus begynder på en lignende måde med den undtagelse, at virusets DNA vil gennemgå en rekombinationsproces og vil blive integreret i kromosomet hos dets vært. Virussen forbliver latent inde i cellen, indtil virkningen af noget kemisk eller UV-lys udløser den lytiske cyklus.
Artikelindeks
Før vi forklarer, hvad reproduktion af vira består i, skal vi være klar over flere aspekter relateret til disse enheders biologi. Virus er ikke celler, men er enkle strukturer, der består af nukleinsyrer og nogle proteiner..
Det komplette og udviklede sæt af den infektiøse viruspartikel er kendt som en virion.
I modsætning til organiske væsener sammensat af celler har vira ikke metabolisme eller udveksler stoffer på en kontrolleret måde med det ydre miljø. Men hvad de kan gøre er at reproducere i biologiske systemer, der præsenterer disse funktioner: det vil sige i levende celler..
Af denne grund betragtes vira som obligatoriske cellulære parasitter, da de ikke kan fuldføre deres reproduktion uden den levende celle. Dens værter kan være hvirveldyr, hvirvelløse dyr, planter, protister, bakterier osv. Afhængigt af den undersøgte virus.
Til reproduktion skal vira kapre deres værts enzymatiske maskiner. Dette aspekt har konsekvenser, når det kommer til udvikling af lægemidler til at stoppe virusinfektionen, da påvirkning af reproduktion af virussen kan interferere med reproduktionen af værtscellerne. Vi vil undersøge, hvordan denne proces opstår nedenfor..
Som vi nævnte, er vira biologiske partikler af meget enkel karakter. Derfor indeholder nukleinsyren (enten DNA eller RNA) oplysningerne til produktion af et par proteiner og enzymer til opbygning af virionen..
I en enkelt værtscelle kan en virion producere tusindvis af virale partikler, der ligner den oprindelige, ved hjælp af dets værts metaboliske maskiner.
På trods af at vira og deres værter er meget forskellige, er reproduktionscyklussen i det hele taget ens. Nedenfor vil vi generalisere processen og trin for trin beskrive reproduktion af bakteriofager, vira, der inficerer bakterier. Derefter vil vi nævne nogle af de særlige forhold i vira, der inficerer dyr.
Bakteriofager kan reproducere på to alternative måder: den lytiske cyklus eller den lysogene cyklus. Som navnet antyder, involverer det sidste trin i lytic lyseringen (og dermed døden) af værtscellen. I modsætning hertil involverer den lysogene cyklus viral reproduktion med den levende celle..
Den lytiske proces i bakteriofager T (T2, T4 og T6) i den berømte bakterie er kendt i detaljer E coli. De processer, som vi vil beskrive nedenfor, er baseret på disse studiemodeller.
Det forekommer i fem forskellige stadier: fiksering, penetration, biosyntese, modning og frigivelse..
Dette trin er også kendt som virusadsorption. Den første ting, der skal ske for at en virus kan formere sig, er mødet mellem viruspartiklen og værtscellen. Denne kollision sker tilfældigt.
Virussen binder sig til en eller anden komplementær receptor, som den genkender på celleoverfladen; i dette tilfælde i bakteriecellevæggen. Denne binding er en kemisk interaktion, hvor der opstår svage bindinger mellem virussen og receptoren..
Når virussen genkender modtageren, fortsætter den med at injicere sit genetiske materiale. Bakteriofagen frigiver et enzym, der beskadiger en del af cellevæggen. I denne sammenhæng fungerer den virale partikel som en injektionssprøjte med ansvar for injektion af DNA..
Når DNA'et har nået værtens cellulære cytoplasma, begynder biosyntese af det genetiske materiale og proteinerne i den pågældende organisme. Værtsproteinsyntese stoppes af en række trin orkestreret af virussen.
Indtrængeren formår at sekvestrere både de frie nukleotider af værten, ribosomer og aminosyrer såvel som de enzymer, der er nødvendige for at kopiere virusets DNA..
Da alle strukturelle blokke af vira syntetiseres, begynder samlingsprocessen eller modning. Samlingen af komponenterne i viruspartiklerne sker spontant, hvilket eliminerer behovet for andre gener til at hjælpe processen..
Ved afslutningen af samlingsprocessen skal virussen frigives i det ekstracellulære miljø. Som vi forklarer den lytiske cyklus, involverer dette sidste trin lysering af den celle, der hjalp med hele processen..
Lyse involverer brud på plasmamembranen og cellevæggen. Nedbrydningen af denne sidste komponent sker gennem virkningen af enzymet lysozym, der syntetiseres i cellen under den beskrevne proces..
På denne måde frigives de nyligt syntetiserede nye viruspartikler. Disse kan inficere naboceller og gentage cyklussen igen.
Ikke alle vira trænger igennem værtsceller og ødelægger dem på bekostning af deres egen reproduktion. En alternativ form for multiplikation kaldes den lysogene cyklus. Virus, der er i stand til at reproducere på denne måde, er kendt som tempererede.
Selvom nogle vira kan reproducere sig gennem den lytiske vej beskrevet i det foregående afsnit, kan de også reproducere uden at ødelægge cellen og forblive latente eller inaktive i den..
For at beskrive det bruger vi som modelorganisme bakteriofagen lambda (λ), en lysogen bakteriofag, der er blevet grundigt undersøgt..
De stadier, hvormed den lysogene cyklus opstår, er: penetration i værten, dannelse af et cirkulært DNA fra det lineære DNA-molekyle og rekombination med værts-DNA'et..
De indledende faser forekommer på en meget lignende måde som den foregående cyklus med den undtagelse, at virusets DNA er integreret i værtscellens DNA ved en rekombinationsproces..
I denne tilstand er virussen latent i cellen, og det virale DNA replikerer sammen med værtens DNA..
På den anden side kan en række stokastiske begivenheder føre til ændringen fra lysogen til lytisk cyklus. Blandt disse begivenheder er eksponering for UV-stråling eller visse kemikalier, der fører til udskæring af fag-DNA og initiering af lysis..
Der er vigtige konsekvenser af lysogenese, nemlig: (i) lysogene celler er immune over for efterfølgende infektioner fra den samme bakteriofag, men ikke over for en anden virus; (ii) cellerne kan erhverve nye karakteristika ved at integrere fagets genetiske materiale, såsom produktion af nogle toksiner, og (iii) den specialiserede transduktionsproces er tilladt.
Generelt følger dyrevira et multiplikationsmønster, der ligner det, der er beskrevet i vira, der inficerer bakterier. Der er dog nogle bemærkelsesværdige forskelle i begge processer.
Den mest oplagte er celleindgangsmekanismen på grund af forskellene, der findes på det strukturelle niveau mellem eukaryote og prokaryote celler. I dyreceller består receptorer af proteiner og glycoproteiner forankret i plasmamembranen..
Et eksempel på dette er HIV-virussen. For at komme ind i cellen genkender virussen en receptor kaldet CCR5. Visse individer har en deletion (det vil sige, at dele af DNA mangler) af 32 basepar i genet, der koder for den cellulære receptor, der ødelægger proteinet og giver resistens over for den frygtede virus..
Mange angribere drager fordel af de receptorer, der medierer endocytoseprocessen for at få adgang til cellen gennem dannelsen af vesikler. Membranovertrukne vira kan komme ind i cellen ved at smelte lipidmembranerne.
Når virussen er trængt ind, er syntesen af viruspartiklerne noget variabel. Dyreceller har forskellige enzymatiske maskiner end det, vi finder i bakterier.
Endnu ingen kommentarer