Lytisk syklus
I virus beskriver den lytiske syklusen utviklingsfasen der vertscellen lyseres etter at nye virioner har blitt dannet. Dette skaper en cytopatisk effekt . Virus som opprettholder vertscellene i den lytiske syklusen, representerer et grense tilfelle fordi de fester seg direkte til cellemembranen og forlater vertscellen ved å trekke sammen en vesikkel ( spirende av ikke-lytiske virus). Den lysogene syklusen , derimot, opprettholder vertscellen og er vanligvis assosiert med en redusert syntese av virale gener og blir noen ganger referert til som hvilefase eller latent fase. Virus med et voldsomt, men forbigående infeksjonsforløp har vanligvis ikke en lysogen syklus ( hit og run-virus ).
Generelt sykluskurs
- Vertscelle - kontakt med virus ( adsorpsjon )
- "Injeksjon" av faggenomet eller penetrasjon av cellen eller endosommembranen
- Replikering av virusgenomet ( DNA eller RNA ) eller, i tilfelle retrovirus , bare omvendt transkripsjon finner sted
- Integrering av virusgenomet i vertsgenomet eller, i tilfelle retrovirus, først omvendt transkripsjon til DNA, deretter integrering. RNA-virus (unntatt retrovirus) og noen DNA-virus integreres ikke. Når det gjelder bakteriofager, blir integrasjon noen ganger tildelt den lysogene syklusen.
- Genuttrykk for å bygge opp replikasjonsenzymer og emballasjemateriale, muligens en modulering av vertsbegrensningen og (hos dyr) også immunforsvaret
- Emballasje av genomet for generering av dattervirus, med noen virusreplikasjon, skjer samtidig med emballering (f.eks. Hepatitt B-virus )
- Lysering av vertscellen eller spiring av virionene
- Infeksjon av andre celler
Typiske lytiske virus er f.eks. B. adenovirus , hepatitt A-virus , hepatitt E-virus , influensavirus , meslingervirus , koppevirus , poliovirus , rhinovirus , rotavirus , rubellavirus , SARS coronavirus , rabiesvirus og tobakksmosaikkvirus .
Sykluskurs i bakteriofager
Den lytiske reproduksjonssyklusen til en bakteriofag er assosiert med vertscellens død. Under lysis frigjøres de nylig produserte virusene og kan angripe nye celler igjen; de blir da referert til som virulente fager. Den lyserte bakterien frigjør mellom 100 og 200 fager ( burststørrelse ). En fagart som bare sjelden lyserer og hovedsakelig er i den lysogene syklusen kalles temperert .
Den lytiske syklusen av E. coli med T4-fagen varer 20 til 30 minutter ved 37 ° C. Det følgende beskriver prosessen for en jevnt nummerert fase av T-serien, andre fager kan vise forskjellige prosesser i noen detaljer. Den lytiske infeksjonssyklusen går nøyaktig i henhold til skjemaet beskrevet under 3.): Hvis en fag møter en passende vertscelle og kommer i kontakt med den, adsorberer den spesifikke celleveggkomponenter i vertscellen med halefibre og pigger. Disse reseptorene er blant annet antigenstrukturer , lipoproteiner eller lipopolysakkarider på vertscelleoverflaten som den tilsvarende fagen har affinitet for. Denne affiniteten forklarer også den strenge vertsspesifisiteten som fager er underlagt - bare fagen hvis endeplate, halefiber og piggproteiner samsvarer med reseptoren på vertscelleoverflaten, kan "dokke" til cellen. Hvis reseptoren naturlig mangler (fordi den er feil bakterie) eller hvis den har gått tapt gjennom mutasjon, er cellen ufølsom, dvs. motstandsdyktig mot infeksjon av den aktuelle fagen. Dette kan føre til motstandsdyktige kloner .
Hvis fagen adsorberes på celleveggen (prosessen er irreversibel og ligner således på en antigen-antistoffreaksjon), trekkes haleskjeden sammen og halerøret trenger inn i celleveggen samtidig. Denne prosess fremstiller injeksjonen av fag-DNA og er støttet ved den samtidige frigjøring av lytiske fag- enzymer , noe som gjøre celleveggen permeabel. Når faggenomet injiseres, forblir det tomme proteinskallet som består av kapsid og injeksjonsanordning på overflaten av vertscellen. Denne gjenværende viruspartikkelen uten DNA kalles et spøkelse .
Umiddelbart etter at fag-DNA har blitt injisert, kan ingen fager eller ingen fagpartikler oppdages i bakteriecellen; denne perioden kalles en formørkelse eller latensperiode . Med Escherichia coli er denne ventetiden rundt 10 minutter. I løpet av denne tiden ser det ut til at ingenting skjer i cellen. I løpet av denne fasen blir faktisk hele metabolismen av vertscellen byttet til produksjon av fagkomponenter. Celledeling og syntese av bakterielt DNA stoppes umiddelbart etter injeksjonen av viralt DNA, ved at viralt DNA transkriberes til et mRNA ved hjelp av cellens egne enzymer og proteiner blir syntetisert som avbryter den bakterielle DNA-syntesen, den allerede eksisterende bakteriell Bryt opp DNA i fragmenter og bruk det til å syntetisere nytt fag-DNA. I det videre løpet av infeksjonen transkriberes også såkalte "sene" gener, som forårsaker syntesen av strukturelle proteiner (som hode, halerør, halefibre etc.). Disse komponentene blir først samlet hver i vertscellen og deretter satt sammen i nye fager. Utseendet til den første monterte fagen avslutter formørkelsen. Fra nå av samles fager til det indre trykket i vertscellen overstiger et visst nivå og celleveggen blir revet opp av et lysozymlignende enzym, som syntetiseres parallelt med samlingen av fagpartiklene. Dette frigjør de nydannede fager. Denne prosessen er kjent som lysis.
Den replikasjon av DNA av enkelte fag er basert på den rullende sirkelen modell. En streng av DNA blir kuttet opp og rullet ut ved å tilsette nye nukleotider til denne strengen. Ringen, som fremdeles er lukket, fungerer som en forsyningslinje under avvikling. Resultatet er en concatemer, dvs. en lang DNA-streng som brytes ned når DNA er pakket inn i faggenomet.
Se også
litteratur
- Michael T. Madigan (forfatter), John M. Martinko (forfatter), Thomas Lazar (oversetter), Freya Thomm-Reitz (oversetter): Brock Microbiology. 11. utgave. Pearson studies, Munich / Boston et al. 2008, ISBN 978-3-8273-7358-8 .
- David M. Knipe, Peter M. Howley, Diane E. Griffin, (red.): Fields Virology. 5. utgave, Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia 2007, ISBN 978-0-7817-6060-7 .
Individuelle bevis
- ↑ bakteriofag. Hentet 16. januar 2020 .
- ↑ Replikering av rullende ring. Hentet 15. januar 2020 .