2 cicli di moltiplicazione dei batteriofagi: ciclo lico e ciclo lisogenico
Due cicli principali di moltiplicazione dei batteriofagi sono: 1. Ciclo litico 2. Ciclo lisogenico!
L'azione della maggior parte dei geni virali è quella di consentire ai virus di infettare le loro rispettive cellule ospiti, moltiplicarsi usando il meccanismo ospite come enzimi e ribosomi e quindi causando la lisi delle cellule.
Dopo la lisi delle cellule ospiti, vengono liberati molti virus che possono infettare nuove cellule ospiti per ripetere il ciclo litico. A volte i virus possono integrarsi con il cromosoma ospite e replicarsi con esso per costituire un ciclo lisogenico. Prendiamo esempi di cicli litico e lisogerucico.
La moltiplicazione dei batteriofagi è stata studiata in fagi-T-even di E. coli da eminenti lavoratori come Delbruck, Luria e Lwoff. Lwoff suggerì tre fasi di batteriofagi: il virione extracellulare. Fagiolo vegetale e Prophage. Le particelle virali complete prima dell'infezione sono virioni extracellulari. Gli altri due stadi sono intracellulari e sono solo sotto forma di acidi nucleici. Se è libero di avere una replicazione autonoma, si tratta di fago vegetativo. Può essere inserito con il DNA batterico e viene replicato insieme ad esso, quindi è un profago. Questi fagi che hanno la capacità di diventare profughi sono chiamati "fagiosi temperati" e quelli che mancano di questa proprietà sono chiamati "fagiosi virulenti". La moltiplicazione in entrambi questi tipi può essere studiata separatamente nel ciclo litico (per i fagi virulenti) e nel ciclo lisogenico (per i fagi temperati).
1. Ciclo littico:
Il processo di moltiplicazione di un fago virulento è chiamato ciclo litico perché la cellula batterica ospite viene lisata alla fine.
Questo processo è suddiviso in fasi successive:
(a) Adsorbimento (figura 6.57):
È l'attaccamento della particella virale alla cellula batterica ospite specifica. L'attaccamento è nei siti recettori specifici presenti sulla parete della cellula ospite. I fagiiformi T (T 2, T 4 ecc., Si attaccano con l'aiuto delle loro fibre di coda nei siti recettori ospiti.
(b) Penetrazione (Fig. 6.57):
La fase successiva è l'iniezione di acido nucleico del virione nella cellula ospite. La parete cellulare ospite nucleopeptidale viene idrolizzata dal lisozima presente sulla punta della coda creando un foro attraverso il quale l'acido nucleico virale viene iniettato nella cellula ospite tramite il tubo di coda. Ciò accade quando le fibre della coda, dopo l'attacco, si piegano, portando a contatto la piastra di base
con la parete cellulare batterica.
La guaina della coda si contrae e il tubo centrale (ago) viene spinto attraverso il foro nel muro. Tutto questo processo è un processo attivo e avviene a spese di ATP. I cappotti proteici che rimangono all'esterno, attaccati alla parete della cellula ospite, sono chiamati "Ghosts".
Fig. 6.56. Conversione dello stato lisogenico di stato virulento in batteri infetti da fago.
(c) La fase di eclissi:
Questo stadio mostra la seguente attività del DNA virale all'interno della cellula ospite,
(i) immunità contro ulteriori infezioni da fagi dello stesso tipo mediante produzione di enzimi specifici denominati "repressori"
(ii) soppressione di tutte le attività cellulari dell'ospite
(iii) sintesi di nuovi enzimi da parte del DNA fagico che utilizza il pool di aminoacidi della cellula ospite. Questi sono chiamati proteine precoci
(iv) Questi enzimi sono utilizzati per sigillare il buco nella parete cellulare, per distruggere il DNA dell'ospite
(v) le nuove molecole di DNA sintetizzano quindi un nuovo tipo di proteine chiamate Late Proteins identificate come proteine del mantello virale e lisozimi virali.
Le proteine del mantello formano monomeri che vengono poi assemblati nel capside e in altri componenti virali.
(d) Maturazione:
È l'assemblaggio di vari componenti in virioni maturi o completi. La testa e le code vengono prima assemblate separatamente e quindi i due sono attaccati per formare centinaia di nuove particelle di fago.
Il periodo di tempo tra l'iniezione di acido nucleico virale e la prima comparsa della nuova progenie dei fagi è il periodo di eclisse, che è di circa 12 minuti nei fagi di T 2 . Il tempo totale impiegato dall'introduzione dell'acido nucleico alla rottura del muro della cellula ospite è chiamato periodo latente. Sono circa 18 minuti per i fagi di T 2 .
(e) Lisi e rilascio di nuovi virioni:
La parete cellulare scoppia alla fine del periodo latente e i virioni sono liberati. Questo fenomeno è chiamato lisi. Il numero di virioni prodotti per cellula ospite è specifico e viene definito come la dimensione del burst. Generalmente è 200 - 300. Le fasi principali del ciclo litico sono state mostrate in Fig. 6.57.
2. Ciclo lisogenico:
È mostrato da fago -X (lambda) che infetta anche i batteri di E. coli. Strutturalmente, ha una testa esagonale che contiene DNA circolare a doppio filamento e una coda cava cilindrica.
Tuttavia, manca di fibre di coda. Il DNA iniettato può optare per un ciclo litico già discusso o può essere sottoposto a ciclo lisogenico. Il DNA in questo caso viene attaccato al DNA batterico, diventa inattivo e viene chiamato prophage o provirus. Qui il fago non prende il controllo dell'host, ma si replica insieme all'host. In altre parole, il DNA dei fagi si replicherebbe solo quando il cromosoma batterico si replica e rimarrà lì come un simbionte piuttosto che un parassita. I batteri infetti sono chiamati lisogenici, il che significa che la cellula batterica causa la lisi. Una proteina repressore prodotta da prophage mantiene gli altri geni dei fagi in uno stadio represso. Quando i batteri lisogeni sono esposti a condizioni ambientali alterate come luce UV o raggi X o sostanze chimiche attive come la mostarda di azoto o il perossido organico, l'inibizione della proteina repressore si verifica con conseguente formazione di geni litici. Il prophage ora diventa litico e subisce il ciclo litico. Siccome E. coli portatore di prophage ha la capacità di essere lisato, viene chiamato cellula della lisogenina. Il DNA fagico attivo durante il ciclo litico è chiamato fago vege o fago temperato. L'intero processo di occorrenza del DNA dei fagi come profago e fago temperato con conseguente lisi della cellula ospite viene chiamato lisogenia.
