2 Cycli van vermenigvuldiging van bacteriofagen: lytische cyclus en lysogene cyclus

Twee belangrijke cycli van vermenigvuldiging van bacteriofagen zijn: 1. Lytische cyclus 2. Lysogene cyclus!

De werking van de meeste virale genen is om de virussen in staat te stellen hun respectievelijke gastheercellen te infecteren, vermenigvuldigen door het gastheermechanisme zoals enzymen en ribosomen te gebruiken en vervolgens de lysis van cellen te veroorzaken.

Na de lysis van gastheercellen worden veel virussen vrijgemaakt die nieuwe gastheercellen kunnen infecteren om de lytische cyclus te herhalen. Soms kunnen virussen integreren met het gastheerchromosoom en zich daarmee vermenigvuldigen om een ​​lysogene cyclus te vormen. Laten we voorbeelden van lytische en lysogeruc-cycli nemen.

Vermenigvuldiging van bacteriofagen is bestudeerd in T-even fagen van E. coli door vooraanstaande werknemers zoals Delbruck, Luria en Lwoff. Lwoff suggereerde drie stadia van bacteriofagen-extracellulair virion. Vegetatieve faag en profaag. De volledige virusdeeltjes voorafgaand aan infectie zijn extracellulaire virionen. De andere twee fasen zijn intracellulair en zijn alleen in de vorm van nucleïnezuren. Als het vrij is met autonome replicatie, is het vegetatieve faag. Het kan worden ingebracht met het bacteriële DNA en wordt ernaast gerepliceerd, dan is het een profaag. Die fagen die het vermogen hebben om profeet te worden, worden "gematigde fagen" genoemd en die fagen die deze eigenschap missen, worden "Virulente fagen" genoemd. De vermenigvuldiging in beide typen kan afzonderlijk worden bestudeerd in de lytische cyclus (voor virulente fagen) en de lysogene cyclus (voor gematigde fagen).

1. Lytische cyclus:

Het vermenigvuldigingsproces van een virulente faag wordt lytische cyclus genoemd omdat de bacteriële gastheercel aan het einde wordt gelyseerd.

Dit proces is onderverdeeld in de volgende fasen:

(a) Adsorptie (Fig. 6.57):

Het is de aanhechting van virusdeeltjes aan de specifieke bacteriële gastheercel. De gehechtheid bevindt zich op de specifieke receptorplaatsen die aanwezig zijn op de wand van de gastheercel. T-even fagen (T2, T4 enz. Hechten met behulp van hun staartvezels aan de gastheerreceptorplaatsen.

(b) Penetratie (Fig. 6.57):

De volgende fase is de injectie van nucleïnezuur van het virion in de gastheercel. De nucleopeptidale celwand van de gastheer wordt gehydrolyseerd door lysozym dat aan de punt van de staart aanwezig is en een gat vormt, waardoor het virale nucleïnezuur via de staartbuis in de gastheercel wordt geïnjecteerd. Dit gebeurt wanneer de staartvezels, na bevestiging, gebogen zijn, waardoor de basisplaat in contact komt
met de bacteriële celwand.

De staartschede trekt samen en de centrale buis (naald) wordt door het gat in de muur geduwd. Al dit proces is een actief proces en vindt plaats op kosten van ATP. De eiwitlagen die buiten blijven, bevestigd aan de wand van de gastheercel, worden "geesten" genoemd.

Fig. 6.56. Conversie van lysogene staat van virulente toestand in met fagen geïnfecteerde bacteriën.

(c) De eclipsfase:

Deze fase toont de volgende virale DNA-activiteit in de gastheercel,

(i) immuniteit tegen verdere infectie door fagen van hetzelfde type door de productie van specifiek enzym dat "repressoren" wordt genoemd

(ii) onderdrukking van alle cellulaire activiteit van de gastheer

(iii) synthese van nieuwe enzymen door faag-DNA met gebruik van aminozuurpool van de gastheercel. Dit worden vroege proteïnen genoemd

(iv) Deze enzymen worden gebruikt om het gat in de celwand af te dichten, om het DNA van de gastheer te vernietigen

(v) de verse DNA-moleculen dan een nieuw type eiwitten synthetiseren, genaamd Late Proteins geïdentificeerd als virale manteleiwitten en virale lysozymen.

De manteleiwitten vormen monomeren die vervolgens worden samengevoegd tot capside en andere virale componenten.

(d) Rijping:

Het is de assemblage van verschillende componenten tot volwassen of complete virionen. Kop en staarten worden eerst afzonderlijk geassembleerd en vervolgens worden de twee bevestigd om honderden nieuwe faagdeeltjes te vormen.

De tijdsperiode tussen de injectie van viraal nucleïnezuur en het eerste verschijnen van nieuw faag-nageslacht is de eclipsperiode, die ongeveer 12 minuten in T2-fagen is. De totale tijd vanaf de introductie van nucleïnezuur tot de breuk van de wand van de gastheercel wordt de latente periode genoemd. Het is ongeveer 18 minuten voor T2-fagen.

(e) Lysis en vrijgave van nieuwe virionen:

De celwand barst aan het einde van de latente periode en de virionen worden vrijgemaakt. Dit fenomeen wordt lysis genoemd. Het aantal virions geproduceerd per gastheercel is specifiek en wordt aangeduid als de burst-grootte. Over het algemeen is het 200 - 300. De hoofdfasen van de lytische cyclus zijn getoond in Fig. 6.57.

2. Lysogene cyclus:

Het wordt aangetoond door -X (lambda) -faag die ook E. coli-bacteriën infecteert. Structureel heeft het een zeshoekige kop die dubbelstrengig cirkelvormig DNA bevat en een cilindrische holle staart.

Het mist echter staartvezels. Het geïnjecteerde DNA kan kiezen voor een reeds besproken lytische cyclus of kan een lysogene cyclus ondergaan. DNA wordt in dit geval gehecht aan bacterieel DNA, wordt inactief en wordt profaag of provirus genoemd. Hier neemt faag niet de machine van gastheer over, maar repliceert het samen met gastheer. Met andere woorden, faag-DNA zou alleen repliceren wanneer bacterieel chromosoom repliceert en zal daar blijven als een symbiont in plaats van als een parasiet. Geïnfecteerde bacteriën worden lysogeen genoemd, wat betekent dat de bacteriële cel lysis veroorzaakt. Een repressor-eiwit geproduceerd door profaag houdt de andere faag-genen in een onderdrukt stadium. Wanneer lysogene bacteriën worden blootgesteld aan veranderde omgevingscondities zoals UV-licht of röntgenstraling of actieve chemicaliën zoals stikstofmosterd of organisch peroxide, treedt remming van repressoreiwit op, resulterend in de vorming van lytische genen. De profaag wordt nu lytisch en ondergaat een lytische cyclus. Aangezien het dragen van proparia van E. coli het vermogen heeft om te worden gelyseerd, wordt het aangeduid als lysogenine-cel. Het actieve faag-DNA tijdens de lytische cyclus wordt vege-faag of gematigde faag genoemd. Het gehele proces van optreden van faag-DNA als profaag en als gematigde faag resulterend in lysis van gastheercel wordt lysogenie genoemd.