LITHIC DÖNGÜ: AŞAMALAR VE GERÇEK ÖRNEK - BIYOLOJI - 2024

Litik döngü hücreye giren virüs hücrenin replikasyonu mekanizması üzerinde elde edilmesini sağlayan bir konak hücre içinde bir virüs iki alternatif bir yaşam döngüsü biridir. İçeri girdikten sonra, DNA ve viral proteinler yapılır ve ardından hücreyi lize eder (kırar). Böylece, yeni üretilen yeni virüsler, şimdi parçalanmış olan konakçı hücreyi terk edebilir ve diğer hücreleri enfekte edebilir.

Bu replikasyon yöntemi, bir hücreyi enfekte eden virüsün kendisini konakçının DNA'sına yerleştirdiği ve DNA'nın etkisiz bir segmenti olarak hareket ederek, yalnızca hücre bölündüğünde kopyaladığı lizojenik döngü ile çelişir.

Lambda fajı: litik döngü ve lizojenik döngü

Lizojenik döngü, konakçı hücreye herhangi bir zarar vermez, ancak gizli bir durumdur, litik döngü ise enfekte olmuş hücrenin yok edilmesiyle sonuçlanır.

Lytic döngüsü, daha yaygın olduğu için genellikle viral replikasyonun ana yöntemi olarak kabul edilir. Ek olarak, lizojenik döngü, ultraviyole ışığa maruz kalma gibi bir indüksiyon olayı olduğunda, bu gizli aşamanın litik döngüye girmesine neden olan litik döngüye yol açabilir.

Bilim adamları, litik döngüyü daha iyi anlayarak, bağışıklık sisteminin bu virüsleri püskürtmek için nasıl tepki verdiğini ve viral hastalıkların üstesinden gelmek için yeni teknolojilerin nasıl geliştirilebileceğini daha iyi anlayabilirler.

Viral replikasyonun nasıl kesileceğini öğrenmek ve böylece insanları, hayvanları ve tarımsal ürünleri etkileyen virüslerin neden olduğu hastalıkların nasıl ele alınacağını öğrenmek için birçok çalışma yapılmaktadır.

Bilim adamları, bir gün sağlık sorunu olan virüslerde yıkıcı litik döngüyü başlatan tetikleyicilerin nasıl durdurulacağını anlayabilmeyi umuyorlar.

Litik döngünün genel özellikleri

Viral üreme en iyi, bakteriyofajlar (veya fajlar) olarak bilinen bakterileri enfekte eden virüslerin incelenmesi ile anlaşılır. Lytic döngü ve lizojenik döngü, virüslerde tanımlanan iki temel üreme sürecidir.

Bakteriyofajlarla yapılan çalışmalara dayanarak, bu döngüler tanımlanmıştır. Litik döngü, virüsün bir konakçı hücreye girmesini ve viral DNA ve viral proteinler üretmek için hücrenin DNA'sını kopyalayan molekülleri devralmasını içerir. Bunlar, yapısal olarak fajları oluşturan iki molekül sınıfıdır.

Konakçı hücrenin içinde birçok yeni üretilmiş viral partikül olduğunda, bu partiküller hücre duvarının içeriden parçalanmasını teşvik eder.

Fajın moleküler mekanizmaları yoluyla, yeni virüslerin salınmasını kolaylaştıran hücre duvarını koruyan bağları kırma yeteneğine sahip belirli enzimler üretilir.

Örneğin, bakteriyofaj lambda, bir Escherichia coli konak hücresini enfekte ettikten sonra, normal olarak genetik bilgisini bakteri kromozomuna ekler ve uykuda kalır.

Bununla birlikte, belirli stres koşulları altında, virüs çoğalmaya ve litik yolu almaya başlayabilir. Bu durumda, birkaç yüz faj üretilir, bu noktada bakteri hücresi lize edilir ve soy salınır.

Bir litik döngünün fajları: Örnek faj T4

Lytic döngü boyunca çoğalan virüslere virülan virüsler denir çünkü hücreyi öldürürler. Phage T4, beş aşamadan oluşan litik döngüyü açıklamak için en çok çalışılan gerçek örnektir.

Hücreye Sabitleme / Yapışma

T4 fajı önce kendisini bir Escherichia coli konakçı hücresine bağlar. Bu bağlanma, konakçı hücre duvarı için yüksek afiniteye sahip proteinlere sahip virüs kuyruğunun lifleri tarafından gerçekleştirilir.

Virüsün kendi kendine bağlandığı yerlere reseptör siteleri denir, ancak basit mekanik kuvvetlerle de bağlanabilir.

Virüsün penetrasyonu / girişi

Bir hücreyi enfekte etmek için, virüs önce hücreye plazma zarından ve hücre duvarından (varsa) girmelidir. Daha sonra genetik materyalini (RNA veya DNA) hücreye bırakır.

Faj T4 durumunda, konakçı hücreye bağlandıktan sonra, konakçı hücre duvarındaki bir bölgeyi zayıflatan bir enzim salınır.

Virüs daha sonra genetik materyalini hipodermik bir iğneye benzer şekilde enjekte ederek hücre duvarındaki zayıf noktadan hücreye bastırır.

Viral moleküllerin replikasyonu / sentezi

Virüsün nükleik asidi, hem genetik materyal hem de virüsün yapısal parçalarını oluşturan viral proteinler olmak üzere büyük miktarlarda viral bileşenler üretmek için konakçı hücrenin mekanizmasını kullanır.

DNA virüsleri söz konusu olduğunda, DNA kendisini haberci RNA (mRNA) moleküllerine kopyalar ve daha sonra hücrenin ribozomlarını yönlendirmek için kullanılır. Üretilecek ilk viral polipeptidlerden (proteinler) biri, enfekte olmuş hücrenin DNA'sını yok etme işlevini yerine getirir.

Retrovirüslerde (bir RNA şeridini enjekte eden), ters transkriptaz adı verilen benzersiz bir enzim, viral RNA'yı DNA'ya kopyalar ve daha sonra tekrar mRNA'ya kopyalanır.

T4 fajı durumunda, E. coli bakterisinin DNA'sı inaktive edilir ve daha sonra viral genomun DNA'sı devreye girer ve viral DNA, konakçı hücrenin enzimlerini kullanarak konakçı hücredeki nükleotitlerin RNA'sını oluşturur.

Viral partiküllerin montajı

Viral bileşenlerin (nükleik asitler ve proteinler) birden fazla kopyası üretildikten sonra, tüm virüsleri oluşturmak için bir araya gelirler.

T4 fajı durumunda, faj DNA'sı tarafından kodlanan proteinler, yeni fajın oluşumunda işbirliği yapan enzimler olarak hareket eder.

Konakçının tüm metabolizması, viral moleküllerin üretimine yöneliktir, bu da yeni virüslerle dolu bir hücre ile sonuçlanır ve kontrolü yeniden kazanamaz.

Enfekte hücrenin parçalanması

Yeni virüs partiküllerinin bir araya gelmesinden sonra bakteri hücresinin duvarını içeriden parçalayan ve hücre dışı ortamdan sıvıların girişine izin veren bir enzim üretilir.

Hücre sonunda sıvı ile dolar ve patlar (parçalanma), dolayısıyla adı da buradan gelir. Salınan yeni virüsler diğer hücrelere bulaşabilir ve böylece süreci yeniden başlatabilir.

Referanslar

1. Brooker, R. (2011). Genetik Kavramları (1. baskı). McGraw-Hill Eğitimi.
2. Campbell, N. ve Reece, J. (2005). Biyoloji (2. baskı) Pearson Education.
3. Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Sağlık Bilimleri için Burton Mikrobiyolojisi (9. baskı). Lippincott Williams ve Wilkins.
4. Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Moleküler Hücre Biyolojisi (8. baskı). WH Freeman ve Şirketi.
5. Malacinski, G. (2005). Moleküler Biyolojinin Temelleri (4. baskı). Jones & Bartlett Öğrenimi.
6. Russell, P., Hertz, P. ve McMillan, B. (2016). Biyoloji: Dinamik Bilim (4. baskı). Cengage Learning.
7. Solomon, E., Berg, L. ve Martin, D. (2004). Biyoloji (7. baskı) Cengage Learning.