CHU KỲ LITHIC: CÁC GIAI ĐOẠN VÀ VÍ DỤ THỰC TẾ - SINH HỌC - 2026

Các chu trình tan là một trong hai chu kỳ cuộc sống thay thế một loại virus trong tế bào chủ, thông qua đó các virus xâm nhập vào các tế bào tiếp quản cơ chế tái tạo của tế bào. Khi vào bên trong, DNA và các protein của virus được tạo ra và sau đó ly giải (phá vỡ) tế bào. Do đó, các vi rút mới được sản sinh có thể rời khỏi tế bào chủ hiện đã bị phân hủy và lây nhiễm sang các tế bào khác.

Phương pháp sao chép này tương phản với chu trình lysogenic, trong đó vi rút đã lây nhiễm tế bào tự chèn vào DNA của vật chủ và hoạt động như một đoạn DNA trơ, chỉ sao chép khi tế bào phân chia.

Lambda phage: chu trình lytic và chu trình lysogenic

Chu trình lysogenic không gây ra bất kỳ tổn thương nào cho tế bào chủ, nhưng là một trạng thái tiềm ẩn, trong khi chu trình lytic dẫn đến sự phá hủy tế bào bị nhiễm.

Chu kỳ lytic thường được coi là phương pháp nhân bản chính của virus, vì nó phổ biến hơn. Ngoài ra, chu trình lysogenic có thể dẫn đến chu trình lytic khi có một sự kiện cảm ứng, chẳng hạn như tiếp xúc với ánh sáng cực tím, khiến giai đoạn tiềm ẩn này đi vào chu trình lytic.

Thông qua việc hiểu rõ hơn về chu trình lytic, các nhà khoa học có thể hiểu rõ hơn về cách hệ thống miễn dịch phản ứng để đẩy lùi các loại virus này và cách thức phát triển các công nghệ mới để khắc phục các bệnh do virus gây ra.

Để tìm hiểu cách làm gián đoạn sự nhân lên của vi rút và do đó giải quyết các bệnh do vi rút gây ra ảnh hưởng đến con người, động vật và cây trồng nông nghiệp, nhiều nghiên cứu đang được thực hiện.

Các nhà khoa học hy vọng một ngày nào đó có thể hiểu được cách ngăn chặn các tác nhân gây ra chu kỳ lytic hủy diệt ở các loại vi rút gây lo ngại về sức khỏe.

Khái quát về chu kỳ đá

Sự sinh sản của virut được hiểu rõ nhất bằng cách nghiên cứu các loại virut lây nhiễm vi khuẩn, được gọi là thực khuẩn (hay phage). Chu trình lytic và chu trình lysogenic là hai quá trình sinh sản cơ bản đã được xác định ở virus.

Dựa trên các nghiên cứu với vi khuẩn, các chu kỳ này đã được mô tả. Chu trình lytic bao gồm việc vi rút xâm nhập vào tế bào chủ và tiếp quản các phân tử sao chép DNA của tế bào để tạo ra DNA của vi rút và protein của vi rút. Đây là hai lớp phân tử cấu tạo nên phage.

Khi tế bào chủ có nhiều hạt virus mới được sản sinh bên trong nó, các hạt này sẽ thúc đẩy quá trình phá vỡ thành tế bào từ bên trong.

Thông qua cơ chế phân tử của thể thực khuẩn, một số enzym được tạo ra có khả năng phá vỡ các liên kết duy trì thành tế bào, tạo điều kiện cho virut mới được giải phóng.

Ví dụ, vi khuẩn lambda, sau khi lây nhiễm vào tế bào ký chủ Escherichia coli, thông thường sẽ chèn thông tin di truyền của nó vào nhiễm sắc thể vi khuẩn và vẫn ở trạng thái không hoạt động.

Tuy nhiên, trong những điều kiện căng thẳng nhất định, vi-rút có thể bắt đầu nhân lên và đi theo con đường ly giải. Trong trường hợp này, hàng trăm phage được tạo ra, tại thời điểm đó tế bào vi khuẩn được ly giải và thế hệ con cháu được giải phóng.

Phage của một chu kỳ lytic: Ví dụ phage T4

Các vi rút nhân lên thông qua chu trình lytic được gọi là vi rút độc lực vì chúng giết chết tế bào. Phage T4 là ví dụ thực tế được nghiên cứu nhiều nhất để giải thích chu kỳ lytic, bao gồm năm giai đoạn.

Cố định / Kết dính vào ô

Đầu tiên, thể thực khuẩn T4 tự gắn vào tế bào ký chủ Escherichia coli. Sự liên kết này được thực hiện bởi các sợi ở đuôi của virus có các protein có ái lực cao với thành tế bào vật chủ.

Những nơi mà virus tự gắn vào được gọi là các vị trí thụ thể, mặc dù nó cũng có thể được gắn vào bằng các lực cơ học đơn giản.

Sự xâm nhập / Sự xâm nhập của virus

Để lây nhiễm vào tế bào, trước tiên vi rút phải xâm nhập vào tế bào qua màng sinh chất và thành tế bào (nếu có). Sau đó, nó giải phóng vật liệu di truyền của nó (RNA hoặc DNA) vào tế bào.

Trong trường hợp của phage T4, sau khi liên kết với tế bào chủ, một loại enzym được giải phóng làm suy yếu một vị trí trên thành tế bào chủ.

Sau đó, vi rút sẽ tiêm vật chất di truyền của nó tương tự như một cây kim tiêm dưới da, ép vào tế bào qua điểm yếu trên thành tế bào.

Sao chép / Tổng hợp các phân tử virus

Axit nucleic của vi rút sử dụng bộ máy của tế bào chủ để tạo ra một lượng lớn các thành phần của vi rút, cả vật chất di truyền và các protein của vi rút bao gồm các bộ phận cấu trúc của vi rút.

Trong trường hợp virus DNA, DNA tự phiên mã thành các phân tử RNA thông tin (mRNA), sau đó được sử dụng để chỉ đạo các ribosome của tế bào. Một trong những polypeptit (protein) của virus đầu tiên được tạo ra thực hiện chức năng phá hủy DNA của tế bào bị nhiễm bệnh.

Trong các retrovirus (tiêm một chuỗi RNA), một loại enzyme duy nhất được gọi là enzyme phiên mã ngược sẽ phiên mã RNA của virus thành DNA, sau đó được phiên mã trở lại mRNA.

Trong trường hợp thực khuẩn thể T4, DNA của vi khuẩn E. coli bị bất hoạt và sau đó DNA của bộ gen virus sẽ tiếp quản, và DNA của virus tạo ra RNA của các nucleotide trong tế bào chủ bằng cách sử dụng các enzym của tế bào chủ.

Hội các hạt virus

Sau khi tạo ra nhiều bản sao của các thành phần virus (axit nucleic và protein), chúng sẽ tập hợp lại để tạo thành virus hoàn chỉnh.

Trong trường hợp của phage T4, các protein được mã hóa bởi DNA của phage hoạt động như các enzym hợp tác trong việc hình thành phage mới.

Tất cả quá trình trao đổi chất của vật chủ đều hướng đến việc sản xuất các phân tử virus, dẫn đến một tế bào chứa đầy virus mới và không thể giành lại quyền kiểm soát.

Ly giải tế bào bị nhiễm bệnh

Sau khi tập hợp các phần tử vi rút mới, một loại enzyme được tạo ra để phá vỡ thành tế bào vi khuẩn từ bên trong và cho phép sự xâm nhập của chất lỏng từ môi trường ngoại bào.

Tế bào cuối cùng chứa đầy chất lỏng và vỡ ra (ly giải), do đó có tên như vậy. Các vi rút mới được phát hành có thể lây nhiễm sang các tế bào khác và do đó bắt đầu lại quá trình.

Người giới thiệu

1. Brooker, R. (2011). Các khái niệm về di truyền (xuất bản lần 1). Giáo dục McGraw-Hill.
2. Campbell, N. & Reece, J. (2005). Sinh học (xuất bản lần thứ 2) Pearson Education.
3. Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Burton's Microbiology for the Health Sciences (xuất bản lần thứ 9). Lippincott Williams và Wilkins.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Sinh học tế bào phân tử (xuất bản lần thứ 8). WH Freeman và Công ty.
5. Malacinski, G. (2005). Khái niệm cơ bản của Sinh học phân tử (xuất bản lần thứ 4). Jones & Bartlett Học hỏi.
6. Russell, P., Hertz, P. & McMillan, B. (2016). Sinh học: Khoa học Động lực học (xuất bản lần thứ 4). Học tập Cengage.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Sinh học (xuất bản lần thứ 7) Cengage Learning.