- Virus là gì?
- Làm thế nào để vi rút nhân lên?
- Sự nhân lên của vi rút vi khuẩn (vi khuẩn)
- -Chu kỳ đồ họa
- Sự cố định
- Thâm nhập
- Sinh tổng hợp
- Trưởng thành
- Giải phóng
- -Chu kỳ phát triển của lysogenic
- Tích hợp DNA của virus vào DNA vật chủ
- Sự luân phiên giữa chu trình lytic và lysogenic
- Hậu quả của lysogeny
- Sự nhân lên của virus động vật
- Người giới thiệu
Sự sinh sản của vi rút hoặc sự nhân lên của vi rút là sự kiện mà một hạt vi rút nhân lên theo một số bậc của độ lớn, bằng cách chiếm đoạt bộ máy enzym của tế bào chủ. Vì vi rút không được tạo thành từ các tế bào, chúng không thể sinh sản độc lập, đòi hỏi một vật chủ tế bào phải làm như vậy.
Có hai giải pháp thay thế chung mà vi-rút có thể sinh sản: chu trình lytic hoặc chu trình lysogenic. Cả hai quá trình đều đã được nghiên cứu rộng rãi trong các vi rút lây nhiễm vi khuẩn hoặc thực khuẩn.
Chu kỳ sinh sản của virut.
1-Cố định
2-Thâm nhập
3-Mở rộng
4-Tổng hợp (4a-Phiên mã, 4b-Dịch, 4c-Sao chép bộ gen)
5-Hợp nhất
6-Phát hành
Nguồn: Franciscosp2
Chu kỳ lytic lên đến đỉnh điểm là tế bào chủ bị vỡ, trong khi trong chu kỳ lysogenic, tế bào tiếp tục sống với vật chất di truyền của virus bên trong.
Trong trường hợp con đường lytic, vi rút tìm thấy tế bào tiềm năng mà nó sẽ lây nhiễm và tự gắn vào tế bào đó thông qua các thụ thể mà nó nhận ra trên bề mặt tế bào. Sau đó, nó tiêm DNA của nó vào tế bào chất, nơi bắt đầu sản xuất các thành phần cấu trúc. Những đoạn axit nucleic và protein này được lắp ráp và giải phóng, sau đó chúng có thể lây nhiễm sang vật chủ mới.
Chu kỳ lysogenic bắt đầu theo cách tương tự, ngoại trừ DNA của virus sẽ trải qua quá trình tái tổ hợp và sẽ được tích hợp vào nhiễm sắc thể của vật chủ. Virus vẫn tiềm ẩn bên trong tế bào, cho đến khi tác động của một số chất hóa học hoặc tia UV kích hoạt chu trình lytic.
Virus là gì?
Trước khi giải thích quá trình sinh sản của virus bao gồm những gì, chúng ta phải hiểu rõ về một số khía cạnh liên quan đến sinh học của những thực thể này. Virus không phải là tế bào, mà là cấu trúc khá đơn giản được tạo thành từ axit nucleic và một số protein.
Tập hợp hoàn chỉnh và phát triển của hạt vi rút lây nhiễm được gọi là virion.
Không giống như các sinh vật hữu cơ được cấu tạo bởi tế bào, vi rút không có quá trình trao đổi chất hoặc trao đổi chất một cách có kiểm soát với môi trường bên ngoài. Nhưng những gì chúng có thể làm là tái tạo bên trong các hệ thống sinh học thực hiện các chức năng này: nghĩa là trong các tế bào sống.
Vì lý do này, vi rút được coi là ký sinh trùng tế bào bắt buộc, vì chúng không thể hoàn thành quá trình sinh sản mà không có tế bào sống. Vật chủ của nó có thể là động vật có xương sống, động vật không xương sống, thực vật, sinh vật nguyên sinh, vi khuẩn, v.v., tùy thuộc vào loại virus được nghiên cứu.
Để sinh sản, vi rút phải chiếm đoạt máy móc enzym của vật chủ. Khía cạnh này có hậu quả khi phát triển các loại thuốc để ngăn chặn sự lây nhiễm của vi rút, vì ảnh hưởng đến sự sinh sản của vi rút có thể cản trở sự sinh sản của tế bào vật chủ. Chúng ta sẽ tìm hiểu quá trình này xảy ra như thế nào dưới đây.
Làm thế nào để vi rút nhân lên?
Như chúng ta đã đề cập, virus là những phần tử sinh học có bản chất rất đơn giản. Do đó, axit nucleic (DNA hoặc RNA) mà chúng sở hữu chứa thông tin để sản xuất một số protein và enzym để xây dựng virion.
Trong một tế bào vật chủ duy nhất, virion có thể tạo ra hàng nghìn hạt virus tương tự như tế bào ban đầu, sử dụng cơ chế trao đổi chất của vật chủ.
Mặc dù thực tế là vi rút và vật chủ của chúng rất thay đổi, nhưng tất cả các chu kỳ sinh sản đều giống nhau. Dưới đây chúng tôi sẽ khái quát quá trình và mô tả từng bước sinh sản của vi khuẩn, vi rút lây nhiễm vi khuẩn. Sau đó, chúng tôi sẽ đề cập đến một số đặc thù của virus lây nhiễm cho động vật.
Sự nhân lên của vi rút vi khuẩn (vi khuẩn)
Bacteriophages có thể sinh sản theo hai cách khác nhau: chu trình lytic hoặc chu trình lysogenic. Như tên gọi của nó, bước cuối cùng của dung dịch ly giải liên quan đến quá trình ly giải (và do đó làm chết) tế bào chủ. Ngược lại, chu trình lysogenic liên quan đến sự sinh sản của virus với tế bào sống.
-Chu kỳ đồ họa
Quá trình lytic ở vi khuẩn T (T2, T4 và T6) ở vi khuẩn E. coli nổi tiếng được biết đến rất chi tiết. Các quy trình mà chúng tôi sẽ mô tả dưới đây dựa trên các mô hình nghiên cứu này.
Nó xảy ra trong năm giai đoạn riêng biệt: cố định, thâm nhập, sinh tổng hợp, trưởng thành và giải phóng.
Sự cố định
Bước này còn được gọi là hấp phụ vi rút. Điều đầu tiên phải xảy ra để vi rút nhân lên là sự gặp gỡ giữa hạt vi rút và tế bào chủ. Sự va chạm này xảy ra một cách lộn xộn.
Virus liên kết với một số thụ thể bổ sung mà nó nhận ra trên bề mặt tế bào; trong trường hợp này, trong thành tế bào vi khuẩn. Sự liên kết này là một tương tác hóa học trong đó các liên kết yếu xảy ra giữa vi rút và thụ thể.
Thâm nhập
Khi virus nhận ra người nhận, nó sẽ tiến hành tiêm vật liệu di truyền của nó. Xạ khuẩn tiết ra một loại enzym làm hỏng một phần thành tế bào. Trong bối cảnh này, hạt virus có chức năng như một ống tiêm dưới da có nhiệm vụ tiêm DNA.
Sinh tổng hợp
Khi DNA đã đến được tế bào chất của vật chủ, quá trình sinh tổng hợp vật liệu di truyền và protein của sinh vật được đề cập sẽ bắt đầu. Quá trình tổng hợp protein của vật chủ bị dừng lại bởi một loạt các bước do virus sắp xếp.
Kẻ xâm lược quản lý để giải trình tự các nucleotide tự do của vật chủ, ribosome và axit amin, cũng như các enzyme cần thiết để sao chép DNA của virus.
Trưởng thành
Khi tất cả các khối xây dựng của virus được tổng hợp, quá trình lắp ráp hoặc trưởng thành bắt đầu. Việc lắp ráp các thành phần của các hạt virus xảy ra một cách tự phát, loại bỏ sự cần thiết của các gen khác để hỗ trợ quá trình này.
Giải phóng
Kết thúc quá trình lắp ráp, các virut phải được giải phóng ra môi trường ngoại bào. Như chúng tôi đang giải thích về chu trình lytic, bước cuối cùng này bao gồm quá trình ly giải tế bào hỗ trợ toàn bộ quá trình.
Sự ly giải liên quan đến sự vỡ màng sinh chất và thành tế bào. Sự phân hủy của thành phần cuối cùng này xảy ra do hoạt động của lysozyme enzyme, được tổng hợp trong tế bào trong quá trình được mô tả.
Bằng cách này, các hạt virus mới được tổng hợp được giải phóng. Chúng có thể lây nhiễm sang các tế bào lân cận và lặp lại chu kỳ một lần nữa.
-Chu kỳ phát triển của lysogenic
Không phải tất cả các loại virus đều xâm nhập vào tế bào vật chủ và tiêu diệt chúng bằng chính sự sinh sản của chúng. Một phương thức nhân lên thay thế được gọi là chu trình lysogenic. Các vi rút có khả năng sinh sản theo cách này được gọi là vi rút có nhiệt độ.
Mặc dù một số vi rút có thể sinh sản thông qua con đường lytic được mô tả trong phần trước, chúng cũng có thể sinh sản mà không phá hủy tế bào và vẫn tiềm ẩn hoặc không hoạt động bên trong nó.
Để mô tả nó cho bạn, chúng tôi sẽ sử dụng làm sinh vật mẫu là vi khuẩn lambda (λ), một loại vi khuẩn lysogenic đã được nghiên cứu kỹ lưỡng.
Các giai đoạn mà chu trình lysogenic xảy ra là: thâm nhập vào vật chủ, hình thành DNA vòng từ phân tử DNA mạch thẳng, và tái tổ hợp với DNA vật chủ.
Tích hợp DNA của virus vào DNA vật chủ
Các giai đoạn ban đầu xảy ra theo cách rất giống với chu kỳ trước, ngoại trừ DNA của vi rút được tích hợp vào DNA của tế bào chủ, bằng một quá trình tái tổ hợp.
Ở trạng thái này, virut tiềm ẩn trong tế bào, và ADN của virut sao chép cùng với ADN của vật chủ.
Sự luân phiên giữa chu trình lytic và lysogenic
Mặt khác, một loạt các sự kiện ngẫu nhiên có thể dẫn đến sự thay đổi từ chu kỳ lysogenic sang chu kỳ lytic. Trong số các sự kiện này là tiếp xúc với bức xạ UV hoặc một số hóa chất dẫn đến việc cắt bỏ DNA của phage và bắt đầu ly giải.
Hậu quả của lysogeny
Có những hậu quả quan trọng của lysogeny, đó là: (i) các tế bào lysogenic miễn dịch với các nhiễm trùng tiếp theo từ cùng một thực khuẩn, nhưng không đối với một loại virus khác; (ii) tế bào có thể có được các đặc điểm mới bằng cách tích hợp vật chất di truyền của thể thực khuẩn, chẳng hạn như sản xuất một số độc tố và (iii) cho phép quy trình tải nạp chuyên biệt.
Sự nhân lên của virus động vật
Nói chung, vi rút động vật tuân theo một mô hình nhân lên khá giống với mô tả ở vi rút lây nhiễm vi khuẩn. Tuy nhiên, có một số khác biệt nổi bật trong cả hai quy trình.
Rõ ràng nhất là cơ chế xâm nhập tế bào, do sự khác biệt tồn tại ở cấp độ cấu trúc giữa tế bào nhân thực và tế bào nhân sơ. Trong tế bào động vật, các thụ thể được tạo thành từ các protein và glycoprotein được neo trong màng sinh chất.
Một ví dụ về điều này là vi rút HIV. Để xâm nhập vào tế bào, virus nhận ra một thụ thể gọi là CCR5. Một số cá nhân có sự xóa bỏ (nghĩa là, một phần DNA bị thiếu) của 32 cặp bazơ trong gen mã hóa thụ thể tế bào, phá hủy protein và tạo ra khả năng chống lại loại vi rút đáng sợ.
Nhiều kẻ xâm lược lợi dụng các thụ thể trung gian của quá trình nội bào để xâm nhập vào tế bào, thông qua việc hình thành các mụn nước. Virus được bao phủ bởi một lớp màng có thể xâm nhập vào tế bào bằng cách hợp nhất các màng lipid.
Một khi vi rút đã xâm nhập, quá trình tổng hợp các phần tử vi rút có phần thay đổi. Tế bào động vật có bộ máy enzym khác với chúng ta tìm thấy ở vi khuẩn.
Người giới thiệu
- Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Vi sinh chẩn đoán. Mosby.
- Freeman, S. (2017). Khoa học sinh học. Giáo dục Pearson.
- Murray, PR, Rosenthal, KS và Pfaller, MA (2015). Vi sinh y tế. Khoa học sức khỏe Elsevier.
- Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV và Jackson, RB (2014). Sinh học Campbell. Giáo dục Pearson.
- Tortora, GJ, Funke, BR & Case, CL (2016). Vi trùng học. Một lời giới thiệu. Lề.