- Generalità del ciclo litico
- Fagi di un ciclo litico: esempio fago T4
- Fissazione / Adesione alla cellula
- Penetrazione / ingresso del virus
- Replicazione / Sintesi di molecole virali
- Assemblaggio di particelle virali
- Lisi della cellula infetta
- Riferimenti
Il ciclo litico è uno dei due cicli di vita alternativi di un virus all'interno di una cellula ospite, attraverso il quale il virus che entra nella cellula assume il meccanismo di replicazione della cellula. Una volta all'interno, vengono prodotti DNA e proteine virali e quindi lisi (rompono) la cellula. Pertanto, nuovi virus prodotti di recente possono lasciare la cellula ospite ora disintegrata e infettare altre cellule.
Questo metodo di replicazione è in contrasto con il ciclo lisogenico, durante il quale il virus che ha infettato una cellula si inserisce nel DNA dell'ospite e, agendo come un segmento inerte di DNA, si replica solo quando la cellula si divide.
Fago lambda: ciclo litico e ciclo lisogenico
Il ciclo lisogenico non causa alcun danno alla cellula ospite, ma è uno stato latente, mentre il ciclo litico provoca la distruzione della cellula infetta.
Il ciclo litico è generalmente considerato il principale metodo di replicazione virale, poiché è più comune. Inoltre, il ciclo lisogenico può portare al ciclo litico quando c'è un evento di induzione, come l'esposizione alla luce ultravioletta, che fa entrare questo stadio latente nel ciclo litico.
Attraverso una migliore comprensione del ciclo litico, gli scienziati possono capire meglio come il sistema immunitario risponde per respingere questi virus e come possono essere sviluppate nuove tecnologie per superare le malattie virali.
Per apprendere come interrompere la replicazione virale e quindi affrontare le malattie causate dai virus che colpiscono l'uomo, gli animali e le colture agricole, sono in corso molti studi.
Gli scienziati sperano un giorno di essere in grado di capire come fermare i trigger che avviano il ciclo litico distruttivo nei virus preoccupanti per la salute.
Generalità del ciclo litico
La riproduzione virale si comprende meglio studiando i virus che infettano i batteri, noti come batteriofagi (o fagi). Il ciclo litico e il ciclo lisogenico sono i due processi riproduttivi fondamentali che sono stati identificati nei virus.
Sulla base di studi con batteriofagi, questi cicli sono stati descritti. Il ciclo litico coinvolge il virus che entra in una cellula ospite e prende il controllo delle molecole di replicazione del DNA della cellula per produrre DNA virale e proteine virali. Queste sono le due classi di molecole che formano strutturalmente i fagi.
Quando la cellula ospite ha molte particelle virali di nuova produzione al suo interno, queste particelle promuovono la rottura della parete cellulare dall'interno.
Attraverso i meccanismi molecolari del fago, vengono prodotti alcuni enzimi che hanno la capacità di rompere i legami che mantengono la parete cellulare, il che facilita il rilascio di nuovi virus.
Ad esempio, il batteriofago lambda, dopo aver infettato una cellula ospite di Escherichia coli, normalmente inserisce le sue informazioni genetiche nel cromosoma batterico e rimane in uno stato dormiente.
Tuttavia, in determinate condizioni di stress, il virus può iniziare a moltiplicarsi e prendere la via litica. In questo caso vengono prodotte diverse centinaia di fagi, a quel punto la cellula batterica viene lisata e la progenie viene rilasciata.
Fagi di un ciclo litico: esempio fago T4
I virus che si moltiplicano attraverso il ciclo litico sono chiamati virus virulenti perché uccidono la cellula. Il fagi T4 è l'esempio reale più studiato per spiegare il ciclo litico, che si compone di cinque fasi.
Fissazione / Adesione alla cellula
Il fago T4 si attacca prima a una cellula ospite di Escherichia coli. Questo legame è effettuato dalle fibre della coda del virus che hanno proteine con elevata affinità per la parete della cellula ospite.
I luoghi in cui il virus si attacca sono chiamati siti recettori, sebbene possa anche essere attaccato da semplici forze meccaniche.
Penetrazione / ingresso del virus
Per infettare una cellula, il virus deve prima entrare nella cellula attraverso la membrana plasmatica e la parete cellulare (se presente). Quindi rilascia il suo materiale genetico (RNA o DNA) nella cellula.
Nel caso del fago T4, dopo il legame alla cellula ospite, viene rilasciato un enzima che indebolisce un sito sulla parete della cellula ospite.
Il virus quindi inietta il suo materiale genetico simile a un ago ipodermico, premendo contro la cellula attraverso il punto debole nella parete cellulare.
Replicazione / Sintesi di molecole virali
L'acido nucleico del virus utilizza il macchinario della cellula ospite per produrre grandi quantità di componenti virali, sia il materiale genetico che le proteine virali che costituiscono le parti strutturali del virus.
Nel caso dei virus a DNA, il DNA si trascrive in molecole di RNA messaggero (mRNA) che vengono poi utilizzate per dirigere i ribosomi della cellula. Uno dei primi polipeptidi (proteine) virali da produrre svolge la funzione di distruggere il DNA della cellula infetta.
Nei retrovirus (che iniettano un filamento di RNA), un enzima unico chiamato trascrittasi inversa trascrive l'RNA virale nel DNA, che viene quindi trascritto di nuovo nell'mRNA.
Nel caso del fago T4, il DNA dei batteri E. coli viene inattivato e quindi il DNA del genoma virale prende il sopravvento e il DNA virale produce l'RNA dei nucleotidi nella cellula ospite utilizzando gli enzimi della cellula ospite.
Assemblaggio di particelle virali
Dopo che sono state prodotte più copie dei componenti virali (acidi nucleici e proteine), si assemblano per formare virus interi.
Nel caso del fago T4, le proteine codificate dal DNA del fago agiscono come enzimi che cooperano alla formazione del nuovo fago.
Tutto il metabolismo dell'ospite è diretto verso la produzione di molecole virali, risultando in una cellula piena di nuovi virus e incapace di riprendere il controllo.
Lisi della cellula infetta
Dopo l'assemblaggio delle nuove particelle virali, viene prodotto un enzima che abbatte la parete della cellula batterica dall'interno e consente l'ingresso di fluidi dall'ambiente extracellulare.
La cellula alla fine si riempie di liquido e scoppia (lisi), da cui il nome. I nuovi virus rilasciati sono in grado di infettare altre cellule e quindi riavviare il processo.
Riferimenti
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