Bakteriyofajların Çarpımının 2 Döngüsü: Lytic Döngüsü ve Lisojenik Döngü

Bakteriyofajların çoğalmasının iki ana döngüsü: 1. Lytic Cycle 2. Lysogenic Cycle!

Viral genlerin çoğunun etkisi, virüslerin kendi konak hücrelerini enfekte etmelerini sağlamak, enzimler ve ribozomlar gibi konak makinelerini kullanarak ve ardından hücrelerin parçalanmasına neden olarak çoğaltmaktır.

Konakçı hücrelerin parçalanmasından sonra, birçok konakçı kurtulur ve bu da litik döngüyü tekrarlamak için yeni konakçı hücrelere bulaşabilir. Bazen virüsler konakçı kromozomu ile bütünleşebilir ve lizojenik döngü oluşturmak için onunla birlikte çoğalabilir. Bize litik ve lisogeruc döngüleri örneklerini alalım.

Bakteriyofajların çoğalması, E. coli'nin T-hatta fajlarında, Delbruck, Luria ve Lwoff gibi önde gelen işçiler tarafından incelenmiştir. Lwoff, bakteriyofajlar-hücre dışı virionun üç aşamasını önerdi. Vejetatif Faj ve Profaj. Enfeksiyondan önce virüs parçacıklarının tamamı hücre dışı viryonlardır. Diğer iki aşama hücre içidir ve sadece nükleik asit formundadır. Özerk replikasyona sahip olmak serbestse, vejetatif fajdır. Bakteriyel DNA ile eklenebilir ve onunla birlikte çoğaltılır, o zaman bir profajdır. Yetim olma kapasitesine sahip olan bu fajlara “ılıman fajlar” ve bu özelliğe sahip olmayanlara “Virülan fajları” denir. Her iki tipte de çarpma, litik döngü (virülan fajlar için) ve lizojenik döngü (ılıman fajlar için) içinde ayrı ayrı incelenebilir.

1. Lytic döngüsü:

Virülan fajın çoğalma işlemine litik döngü adı verilir, çünkü konakçı bakteri hücresi sonunda parçalanır.

Bu işlem aşağıdaki aşamalara ayrılmıştır:

(a) Adsorpsiyon (Şekil 6.57):

Virüs partikülünün spesifik konakçı bakteri hücresine bağlanmasıdır. Ek, konukçu hücrenin duvarında mevcut olan spesifik alıcı bölgelerindedir. T-çift fajlar (T2, T4 vb.), Konak alıcı bölgelerinde kuyruk lifleri yardımı ile bağlanır.

(b) Penetrasyon (Şekil 6.57):

Bir sonraki faz, virionun nükleik asidinin konak hücreye enjekte edilmesidir. Nükleopeptidal konak hücre duvarı, kuyruğun ucunda mevcut olan lizozim ile hidrolize edilir, bunun içinden viral nükleik asit, konak hücreye kuyruk tüpü yoluyla enjekte edilir. Bu, kuyruk lifleri, tutturulduktan sonra taban plakasını temas ettirdiğinde büküldüğünde meydana gelir
bakteri hücre duvarı ile.

Kuyruk kılıfı büzülür ve merkezi boru (iğne) duvardaki delikten itilir. Bütün bu süreç aktif bir süreçtir ve ATP'nin masrafı ile gerçekleşir. Dışarıda kalan, konak hücre duvarına tutturulmuş protein katlarına "Hayaletler" denir.

Şekil 6.56. Faj enfekte bakterilerde virülan durumunun lizojenik halinin dönüşümü.

(c) Tutulma aşaması:

Bu aşama, konak hücre içinde aşağıdaki viral DNA aktivitesini gösterir,

(i) “Represörler” adı verilen spesifik enzim üretimi ile aynı tipteki fajlarla daha fazla enfeksiyona karşı bağışıklık

(ii) konağın tüm hücresel aktivitesinin baskılanması

(iii) konakçı hücrenin amino asit havuzunu kullanan faj DNA'sı ile yeni enzimlerin sentezi. Bunlara Erken Proteinler denir

(iv) Bu enzimler, konak duvarının DNA'sini tahrip etmek için hücre duvarındaki deliği kapatmak için kullanılır.

(v) taze DNA molekülleri daha sonra, viral kaplama proteinleri ve viral lizozimler olarak tanımlanan Geç Proteinler adı verilen yeni bir protein türünü sentezler.

Kat proteinleri daha sonra kapsid ve diğer viral bileşenlere birleştirilen monomerler oluşturur.

(d) Olgunlaşma:

Çeşitli bileşenlerin olgun veya komple viryonlara birleştirilmesidir. Baş ve kuyruklar önce ayrı olarak birleştirilir ve daha sonra ikisi yüzlerce yeni faj partikülü oluşturmak için birleştirilir.

Viral nükleik asidin enjeksiyonu ve yeni faj soyunun ilk ortaya çıkışı arasındaki zaman, T2 fajlarında yaklaşık 12 dakika olan tutulma dönemidir. Nükleik asidin sokulmasından konak hücre duvarının yırtılmasına kadar geçen süre Latent dönem olarak adlandırılır. T ₂ fajları için yaklaşık 18 dakikadır.

(e) Yeni viryonların parçalanması ve serbest bırakılması:

Hücre duvarı gizli dönemin sonunda patlar ve viryonlar serbest kalır. Bu fenomene lizis denir. Konakçı hücre başına üretilen viryonların sayısı spesifiktir ve patlama büyüklüğü olarak adlandırılır. Genelde 200 - 300'dür. Litik döngüsünün ana aşamaları Şekil 6.57'de gösterilmiştir.

2. Lizojenik döngü:

E. coli bakterilerini de etkileyen -X (lambda) fajı ile gösterilmiştir. Yapısal olarak, çift sarmal dairesel DNA içeren bir altıgen başa ve bir silindirik içi boş kuyruğa sahiptir.

Bununla birlikte, kuyruk liflerinden yoksundur. Enjekte edilen DNA daha önce tartışılan litik döngüyü tercih edebilir veya lizojenik döngüye girebilir. Bu durumda DNA bakteriyel DNA'ya bağlanır, aktif olmaz ve profaj veya provirüs olarak adlandırılır. Burada faj, konak makinesini devralmaz, fakat konak ile birlikte çoğalır. Başka bir deyişle, faj DNA sadece bakteriyel kromozom çoğaldığında çoğalacak ve orada bir parazit yerine bir ortak yaşar olarak kalacaktır. Enfekte bakterilere lizojenik denir, bu da bakteriyel hücrenin erimeye neden olduğu anlamına gelir. Prophage tarafından üretilen bir repressor proteini, diğer faj genlerini bastırılmış bir aşamada tutar. Lizojenik bakteriler UV ışığı veya X ışınları olarak değişen çevresel koşullara veya azot hardalı veya organik peroksit gibi aktif kimyasallara maruz kaldıklarında, baskılayıcı protein inhibisyonu litik genlerin oluşmasına neden olur. Prophage şimdi litik hale gelir ve litik döngüye maruz kalır. E. coli'yi taşıyan profajı parçalanma kapasitesine sahip olduğundan lizojen hücresi olarak adlandırılır. Lytic döngüsü sırasında aktif faj DNA'sına, bitkisel faj veya ılıman faj denir. Faj DNA'sının profaj ve ılıman faj olarak oluşma sürecine, konakçı hücrenin erimesine neden olan, lizojenik denir.