Определение литического цикла
Литический цикл назван в честь процесса лизиса, который происходит, когда вирус заразил клетка, реплицированные новые частицы вируса, и прорывается через клеточная мембрана, Это высвобождает новые вирионы или вирусные комплексы, чтобы они могли заразить больше клеток.
Как видно на рисунке выше, литический цикл часто сопровождается лизогенный цикл во многих бактерии вирусы, известные как бактериофаги. После того, как вирус вводит свою ДНК или РНК в бактерии-хозяева, генетический материал может войти либо в литический цикл, либо в лизогенный цикл.
В лизогенном цикле ДНК бактериофага практически неактивна. Однако всякий раз, когда бактерии делятся, ДНК вируса случайно копируется. Таким образом, вирус может продолжать репликацию на своем хосте. Пока бактерии успешны, вирус может оставаться бездействующим. В определенный момент условия могут измениться, и вирус вступит в литический цикл.
В этом цикле вирусная ДНК или РНК экспрессируется хозяином организм Клеточные механизмы. Другими словами, вирусные гены используют белки внутри клетки, чтобы размножаться и продуцировать вирусные белки. Эти белки и копии ДНК станут новыми вирионами. Клетка, беспомощная своему вирусному угонщику, просто ждет, пока давление этих новых вирионов не станет слишком высоким. Затем клеточная мембрана разрушается. Этот лизис клетки высвобождает вирионы, созданные в литическом цикле. Их конечным пунктом назначения является новая клетка, в которой снова может происходить литический цикл. Если условия благоприятны и клетка делится, вирус может некоторое время оставаться в лизогенном цикле. В конечном итоге, чтобы заразить большее количество клеток, большее количество вирусных геномов войдет в литический цикл и произведет тысячи или миллионы своих копий за более короткое время.
Шаги литического цикла
Когда «замок и ключ» совпадают, вирион связывается с клеточной мембраной. Когда это происходит, это также меняет форму капсида. Это разрывает дыру или вводит вирусную ДНК в клетку-хозяина. Здесь он может проникать в ядро или размножаться в цитоплазма, Это зависит от самого вируса, типа генома и состояния клетки.
копирование
Во время литического цикла репликация вирусных генов проводится несколько раз угнанной клеточной системой. Помните, что сам вирус импортировал мало поддерживающих белков, если таковые вообще имеются. Таким образом, вирусная ДНК должна продуцировать их, чтобы захватить клеточные процессы. Первые созданные белки часто создаются, когда клетка считывает свою собственную ДНК и производит белки. Вирусные гены просто проникают в процесс. Это создает так называемые ранние вирусные белки.
Эти ранние белки выполняют важные функции (для вируса) управления механизмом клетки. Они очищают нормальную метаболическую повестку дня клетки и направляют многие из ее действий в направлении репликации вирусных генов и производства вирусных белков. Вирус использует сырье, которое собрала клетка (аминокислоты и нуклеиновые кислоты) как строительные блоки для частей, которые ему нужны.
Хотя это может показаться слишком сложным процессом для такого маленького вирусного генома, сначала подумайте, что на самом деле существует всего несколько белков. Большинство вирусов производят и кодируют только несколько белков. В отличие от клеток, вирус не нуждается в сложных белках, необходимых для метаболизма энергии. Как обязательные паразиты, вирус зависит от способности клетки-хозяина обеспечивать сырьем. Это делает его одной из самых эффективных форм репликации ДНК, которые мы знаем.
Сборка и выпуск
Поскольку эти части построены, их естественные эволюционные формы помогают им правильно собраться вместе. Поскольку большинство компонентов являются белками, они сформировались в течение эволюционного времени, чтобы иметь возможность объединяться с очень небольшим влиянием извне. Сборка новых вирионов является отличительной чертой литического цикла. Другой вирусный жизненный цикл не включает производство и сборку новых вирионов.
Таким образом, литический цикл напоминает небольшую вирусную фабрику. Все части вируса производятся независимо, затем собираются и, наконец, попадают в окружающую среду. Хотя на рисунке выше показаны только 3 собранные вирионы на стадии 6, в действительности их будут миллионы. Сравните литический цикл с лизогенным циклом ниже, в котором показаны точные 2 копии после 1 бактериального деления.
викторина
1. Что из следующего представляет литический цикл?A. Вирусная ДНК реплицируется по мере деления клетки-хозяина.B. Вирусный геном захватывает клетку-хозяина и создает вирусную фабрику.C. Вирусный геном в основном спящий.
Ответ на вопрос № 1
В верно. Помните, что литический цикл похож на фабрику. Он захватывает ячейку и пытается сделать как можно больше вирионов. В конце концов, это переполняет ячейку и заставляет ее лизируют или взломать. По этой причине он называется литическим циклом. Лизогенный цикл является гораздо более бездействующей версией вирусного жизненного цикла. Это пассивное состояние, в котором вирусные гены реплицируются как побочный продукт деление клеток,
2. Какой жизненный цикл, литический цикл или лизогенный цикл, производит больше всего вирионов?A. Это зависитB. Литический циклC. Лизогенный цикл
Ответ на вопрос № 2
верно. В то время как литический цикл является фабрикой для новых вирионов и является четким ответом, вопрос не определил временные рамки. Если вирион заражает клетку, мгновенно входит в литический цикл и убивает клетку, то он произвел только миллион вирионов и теперь нуждается в новом хозяине. Геном бактериофага, который входит в лизогенный цикл, может быть случайно скопирован в миллионы клеток. Затем, если хотя бы несколько из них войдут в литический цикл, этот бактериофаг будет намного превосходить предыдущий пример. Другими словами, это полностью зависит от того, как долго может продолжаться лизогенный цикл.
3. Исходя из того, что вы теперь знаете о литическом цикле, почему так трудно искоренить простуду?A. Так не должно быть!B. Вирус слишком сильно меняется.C. Ориентируясь на механизмы, используемые вирусами, вы нацеливаетесь на механизмы, используемые каждой клеткой.
Ответ на вопрос № 3
С верно. В большинстве форм медицины основным средством лечения заболевания является устранение первопричины. Тем не менее, поскольку вирусы используют тот же механизм, что и ваши здоровые клетки, нет никакого способа нацеливаться на них конкретно. Если бы мы это сделали, мы могли бы случайно уничтожить все клетки нашего тела. Я бы предпочел простудиться.
Ссылки
- Brusca, R.C. & Brusca, G.J. (2003). Беспозвоночные. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates, Inc.
- Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. , , Мацудайра, П. (2008). Молекулярно-клеточная биология (6-е изд.). Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.
- McMahon, M.J., Kofranek, A.M. & Rubatzky, V.E. (2011). Растение Наука: рост, развитие и использование культурных растений (5-е изд.). Бостон: Прентинс Холл.