LITISK SYKLUS: FASER OG EKTE EKSEMPEL - BIOLOGI - 2026

Den lytiske syklusen er en av de to alternative livssyklusene til et virus i en vertscelle, der viruset som kommer inn i cellen tar over cellens replikasjonsmekanisme. Når du først er inne, lages DNA og virale proteiner og lyser (bryter) cellen. Dermed kan nyproduserte nye virus forlate den nå disintegrerte vertscellen, og infisere andre celler.

Denne replikasjonsmetoden kontrasteres med den lysogene syklusen, der viruset som har infisert en celle setter seg inn i vertens DNA, og fungerer som et inert DNA-segment, repliseres bare når cellen deler seg.

Lambdafag: lytisk syklus og lysogen syklus

Den lysogene syklus forårsaker ikke skade på vertscellen, men er en latent tilstand, mens den lytiske syklus resulterer i ødeleggelse av den infiserte cellen.

Den lytiske syklusen er generelt sett på som den viktigste metoden for viral replikasjon, ettersom den er mer vanlig. I tillegg kan den lysogene syklus føre til den lytiske syklusen når det er en induksjonshendelse, slik som eksponering for ultrafiolett lys, som får dette latente stadiet til å komme inn i den lytiske syklusen.

Gjennom en bedre forståelse av den lytiske syklusen, kan forskere bedre forstå hvordan immunsystemet reagerer for å frastøte disse virusene, og hvordan nye teknologier kan utvikles for å overvinne virussykdommer.

For å lære hvordan du kan avbryte viral replikasjon og dermed adressere sykdommene forårsaket av virus som påvirker mennesker, dyr og landbruksavlinger, blir det gjennomført mange studier.

Forskere håper en dag å kunne forstå hvordan de kan stoppe utløserne som starter den destruktive lytiske syklusen i virus av helseproblemer.

Generaliteter i den litiske syklusen

Viral reproduksjon forstås best ved å studere virus som infiserer bakterier, kjent som bakteriofager (eller fager). Den lytiske syklusen og den lysogene syklusen er de to grunnleggende reproduksjonsprosessene som er identifisert i virus.

Basert på studier med bakteriofager er disse syklusene blitt beskrevet. Den lytiske syklusen involverer at viruset kommer inn i en vertscelle og tar over molekylene som repliserer celleens DNA for å produsere viralt DNA og virale proteiner. Dette er de to klassene av molekyler som strukturelt utgjør fag.

Når vertscellen har mange nyproduserte virale partikler inni seg, fremmer disse partiklene nedbrytningen av celleveggen innenfra.

Gjennom molekylære mekanismer i fagen blir det produsert visse enzymer som har evnen til å bryte bindingene som opprettholder celleveggen, noe som letter frigjøring av nye virus.

For eksempel setter bakteriofag lambda, etter infeksjon av en Escherichia coli vertscelle, normalt sin genetiske informasjon inn i bakteriekromosomet og forblir i en sovende tilstand.

Imidlertid kan under visse stressforhold viruset begynne å formere seg og ta den lytiske veien. I dette tilfellet produseres flere hundre fager, på hvilket tidspunkt bakteriecellen lyseres og avkommet frigjøres.

Faser av en lytisk syklus: Eksempel fag T4

Virus som formerer seg gjennom den lytiske syklusen kalles virulente virus fordi de dreper cellen. Fase T4 er det mest studerte virkelige eksemplet for å forklare den lytiske syklusen, som består av fem stadier.

Fiksering / vedheft til cellen

T4-fagen knytter seg først til en vertscelle fra Escherichia coli. Denne bindingen utføres av fibrene i virusets hale som har proteiner med høy affinitet for vertscelleveggen.

Stedene der viruset binder seg kalles reseptorsteder, selv om det også kan festes ved enkle mekaniske krefter.

Inntrengning / inntreden av viruset

For å infisere en celle, må viruset først komme inn i cellen gjennom plasmamembranen og celleveggen (hvis den er til stede). Deretter slipper det arvematerialet (RNA eller DNA) inn i cellen.

I tilfelle av fag T4, frigjøres et enzym som bindes til vertscellen etter binding til vertscellen.

Viruset injiserer deretter dets genetiske materiale som ligner en hypodermisk nål, og presser mot cellen gjennom det svake stedet i celleveggen.

Replikering / syntese av virale molekyler

Virusens nukleinsyre bruker maskiner av vertscellen for å produsere store mengder viruskomponenter, både det genetiske materialet og de virale proteiner som utgjør de strukturelle delene av viruset.

Når det gjelder DNA-virus, transkriberer DNA seg selv til messenger RNA (mRNA) molekyler som deretter brukes til å dirigere cellens ribosomer. Et av de første virale polypeptidene (proteiner) som blir produsert, oppfyller funksjonen til å ødelegge DNA fra den infiserte cellen.

I retrovirus (som injiserer en streng av RNA), transkriberer et unikt enzym kalt revers transkriptase viralt RNA til DNA, som deretter blir transkribert tilbake til mRNA.

Når det gjelder fag T4 blir DNA fra E. coli-bakteriene inaktivert og deretter overtar DNA fra viralt genom, og det virale DNA lager RNA for nukleotidene i vertscellen ved å bruke vertscellens enzymer.

Montering av virale partikler

Etter at flere kopier av viruskomponentene (nukleinsyrer og proteiner) er blitt produsert, samles de og danner hele virus.

Når det gjelder T4-fag, fungerer proteiner som kodes av fagen DNA som enzymer som samarbeider i dannelsen av den nye fagen.

Hele vertens metabolisme er rettet mot produksjon av virale molekyler, noe som resulterer i en celle fylt med nye virus og ikke klarer å gjenvinne kontroll.

Lysis av den infiserte cellen

Etter samlingen av de nye viruspartiklene produseres et enzym som bryter ned veggen i bakteriecellen innenfra og tillater inntreden av væsker fra det ekstracellulære miljøet.

Cellen fylles etter hvert med væske og sprekker (lysis), derav navnet. De nye virusene som frigis, er i stand til å infisere andre celler og dermed starte prosessen på nytt.

referanser

1. Brooker, R. (2011). Concepts of Genetics (1. utg.). McGraw-Hill utdanning.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biologi (2. utg.) Pearson Education.
3. Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Burton's Microbiology for the Health Sciences (9. utg.). Lippincott Williams & Wilkins.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8. utg.). WH Freeman and Company.
5. Malacinski, G. (2005). Essentials of Molecular Biology (4. utg.). Jones & Bartlett Learning.
6. Russell, P., Hertz, P. & McMillan, B. (2016). Biology: The Dynamic Science (4. utg.). Cengage Learning.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7. utg.) Cengage Learning.