reproducerea virușilor sau replicarea virală este evenimentul prin care o particulă de virus se înmulțește cu mai multe ordine de mărime, prin deturnarea mecanismului enzimatic al celulei gazdă. Deoarece virușii nu sunt compuși din celule, nu se pot reproduce independent, necesitând strict o gazdă celulară să o facă.
Există două alternative generale prin care un virus se poate reproduce: ciclul litic sau ciclul lizogen. Ambele procese au fost studiate pe scară largă în virusuri care infectează bacterii sau bacteriofagi..
Ciclul litic culminează cu ruperea celulei gazdă, în timp ce în ciclul lizogen celula continuă să trăiască cu materialul genetic al virusului în interior..
În cazul căii litice, virusul găsește celula potențială pe care o va infecta și se atașează de ea prin receptori pe care îi recunoaște pe suprafața celulei. Apoi își injectează ADN-ul în citoplasmă, unde va începe producția de componente structurale. Aceste bucăți de acizi nucleici și proteine sunt asamblate și eliberate, după care pot infecta noi gazde..
Ciclul lizogen începe în mod similar, cu excepția faptului că ADN-ul virusului va suferi un proces de recombinare și va fi integrat în cromozomul gazdei sale. Virusul rămâne latent în interiorul celulei, până când acțiunea unor lumini chimice sau UV declanșează ciclul litic.
Indice articol
Înainte de a explica în ce constă reproducerea virușilor, trebuie să fim clari cu privire la mai multe aspecte legate de biologia acestor entități. Virușii nu sunt celule, ci sunt structuri simple formate din acizi nucleici și unele proteine..
Setul complet și dezvoltat al particulei de virus infecțios este cunoscut sub numele de virion.
Spre deosebire de ființele organice compuse din celule, virușii nu au metabolism sau schimbă substanțe într-un mod controlat cu mediul extern. Dar ceea ce pot face este să se reproducă în interiorul sistemelor biologice care prezintă aceste funcții: adică în celulele vii..
Din acest motiv, virușii sunt considerați paraziți celulari obligați, deoarece nu își pot finaliza reproducerea fără celula vie. Gazdele sale pot fi vertebrate, nevertebrate, plante, protiști, bacterii etc., în funcție de virusul studiat.
Pentru reproducere, virușii trebuie să deturneze mașinile enzimatice ale gazdei lor. Acest aspect are consecințe atunci când vine vorba de dezvoltarea de medicamente pentru a opri infecția virală, deoarece afectarea reproducerii virusului poate interfera cu reproducerea celulelor gazdei. Vom explora modul în care are loc acest proces mai jos..
După cum am menționat, virușii sunt particule biologice de o natură foarte simplă. Prin urmare, acidul nucleic (fie ADN, fie ARN) pe care îl posedă conține informații pentru producerea câtorva proteine și enzime pentru a construi virionul..
Într-o singură celulă gazdă, un virion poate produce mii de particule virale similare celei inițiale, folosind mașinile metabolice ale gazdei sale.
În ciuda faptului că virușii și gazdele lor sunt foarte variabile, ciclul de reproducere este similar în toate. Mai jos vom generaliza procesul și vom descrie pas cu pas reproducerea bacteriofagilor, viruși care infectează bacteriile. Apoi vom menționa câteva dintre particularitățile virusurilor care infectează animalele.
Bacteriofagii se pot reproduce în două moduri alternative: ciclul litic sau ciclul lizogen. După cum sugerează și numele, ultima etapă a liticii implică liza (și deci moartea) celulei gazdă. În schimb, ciclul lizogen implică reproducerea virală cu celula vie..
Procesul litic în bacteriofagii T (T2, T4 și T6) din celebra bacterie este cunoscut în detaliu E coli. Procesele pe care le vom descrie mai jos se bazează pe aceste modele de studiu.
Apare în cinci etape distincte: fixare, penetrare, biosinteză, maturare și eliberare..
Acest pas este, de asemenea, cunoscut sub numele de adsorbție de virus. Primul lucru care trebuie să se întâmple pentru ca un virus să se înmulțească este întâlnirea dintre particula virusului și celula gazdă. Această coliziune se întâmplă la întâmplare.
Virusul se leagă de un receptor complementar pe care îl recunoaște pe suprafața celulei; în acest caz, în peretele celular bacterian. Această legare este o interacțiune chimică în care apar legături slabe între virus și receptor..
Odată ce virusul recunoaște destinatarul, acesta continuă să-și injecteze materialul genetic. Bacteriofagul eliberează o enzimă care deteriorează o porțiune a peretelui celular. În acest context, particula virală funcționează ca o seringă hipodermică însărcinată cu injectarea ADN-ului..
Când ADN-ul a ajuns la citoplasma celulară a gazdei, începe biosinteza materialului genetic și a proteinelor organismului în cauză. Sinteza proteinelor gazdă este oprită de o serie de pași orchestrați de virus.
Invadatorul reușește să sechestreze atât nucleotidele libere ale gazdei, ribozomii și aminoacizii, cât și enzimele necesare pentru a copia ADN-ul virusului.
Pe măsură ce toate blocurile structurale ale virușilor sunt sintetizate, începe procesul de asamblare sau maturizare. Asamblarea componentelor particulelor virale are loc spontan, eliminând necesitatea altor gene care să asiste procesul..
La sfârșitul procesului de asamblare, virușii trebuie eliberați în mediul extracelular. Pe măsură ce explicăm ciclul litic, acest pas final implică liza celulei care a asistat întregul proces..
Liza implică ruperea membranei plasmatice și a peretelui celular. Degradarea acestei ultime componente are loc prin acțiunea enzimei lizozime, care este sintetizată în celulă în timpul procesului descris..
În acest fel, noile particule de virus nou sintetizate sunt eliberate. Acestea pot infecta celulele vecine și pot repeta ciclul din nou.
Nu toți virușii pătrund în celulele gazdă și le distrug cu prețul propriei reproduceri. Un mod alternativ de multiplicare se numește ciclul lizogen. Virușii capabili să se reproducă în acest mod sunt cunoscuți sub denumirea de temperat.
Deși unii viruși se pot reproduce prin calea litică descrisă în secțiunea anterioară, se pot reproduce și fără a distruge celula și să rămână latente sau inactive în cadrul acesteia..
Pentru a-l descrie, vom folosi ca organism model bacteriofagul lambda (λ), un bacteriofag lizogen care a fost studiat cu atenție..
Etapele prin care se produce ciclul lizogen sunt: pătrunderea în gazdă, formarea unui ADN circular din molecula de ADN liniar și recombinarea cu ADN-ul gazdei..
Etapele inițiale apar într-un mod foarte asemănător cu ciclul anterior, cu excepția faptului că ADN-ul virusului este integrat în ADN-ul celulei gazdă, printr-un proces de recombinare..
În această stare, virusul este latent în celulă, iar ADN-ul viral se replică împreună cu ADN-ul gazdei..
Pe de altă parte, o varietate de evenimente stochastice poate duce la schimbarea ciclului lizogen în ciclul litic. Printre aceste evenimente se numără expunerea la radiații UV sau anumite substanțe chimice care duc la excizia ADN-ului fagic și la inițierea lizei..
Există consecințe importante ale lizogenezei și anume: (i) celulele lizogene sunt imune la infecțiile ulterioare de la același bacteriofag, dar nu la un virus diferit; (ii) celulele pot dobândi noi caracteristici prin integrarea materialului genetic al fagului, cum ar fi producerea unor toxine și (iii) procesul de transducție specializat este permis.
În linii mari, virusurile animale urmează un model de multiplicare destul de similar cu cel descris în virusurile care infectează bacteriile. Cu toate acestea, există unele diferențe notabile în ambele procese.
Cel mai evident este mecanismul de intrare celulară, datorită diferențelor care există la nivel structural între celulele eucariote și procariote. În celulele animale, receptorii sunt alcătuiți din proteine și glicoproteine ancorate în membrana plasmatică..
Un exemplu în acest sens este virusul HIV. Pentru a intra în celulă, virusul recunoaște un receptor numit CCR5. Anumiți indivizi au o deleție (adică lipsesc porțiuni de ADN) de 32 de perechi de baze în gena care codifică receptorul celular care distruge proteina și conferă rezistență virusului temut..
Mulți invadatori profită de receptorii care mediază procesul de endocitoză pentru a intra în celulă, prin formarea veziculelor. Virușii acoperiți cu membrană pot intra în celulă prin fuzionarea membranelor lipidice.
Odată ce virusul a pătruns, sinteza particulelor de virus este oarecum variabilă. Celulele animale au mașini enzimatice diferite de ceea ce găsim la bacterii.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.