Bacteriophage (phage) er virus som er spesielt infiserer bakterier. De har en to-fase livssyklus, som er bosatt i en sovende tilstand innen vert genom (lysogenic syklus) eller kapre vert mobile maskiner for sin egen replication (lytiske syklus). Her vil vi utforske viktig skritt av lytiske syklus.
Hva er lytiske syklus?,
Mens det endelige utfallet av lytiske syklus er produksjon av nye phage avkom og død vert bakteriell celle, dette er en flere trinn som involverer presis koordinering av gentranskripsjon og fysiske prosesser. Den phage må identifisere en utsatt og passende vert bakteriell celle som det er i stand til fest. Følgende introduksjon av phage genetisk materiale inn i cellen, vert genom er ødelagt, og phage benytter vert mobile maskiner for å lage kopier av sitt eget genom og syntetisere den strukturelle komponenter., Nye phage er satt sammen før det vert celle til slutt lyserer og phage avkom sluppet ut i miljøet rundt for å finne nye målet celler.
Lytiske syklus trinn
Phage vedlegg
for å angi en vert bakteriell celle, phage må først koble seg til bakterien (også kalt adsorpsjon). Første kontakt mellom phage og bakterien ofte skjer gjennom tilfeldige kollisjoner og første bindende er reversibel. Ikke alle bakterier-phage kombinasjoner har kompatible reseptorer og reseptor bindende proteiner, så dette er en selektiv prosess., Ulike phage arter dekke et spekter av ulike molekyler på bakteriell celler, inkludert polysakkarid moieties, proteiner og andre celleoverflaten strukturer som pili. Så vidt vi vet, disse målmolekylene som alle faller inn under kategorien av bakterielle cellevegg komponenter eller utstående strukturer.
Phage reseptor bindende proteiner er oftest forbundet med phage haler, men har blitt identifisert i andre steder på phage. Følgende reversible bindende, phage binder seg irreversibelt til cellen, ikke alltid gjennom den samme reseptoren som den første bindende trinn., Denne to-trinns bindende prosessen kan være gunstig, spesielt i tilfeller hvor irreversibel binding domenet er mindre lett å få tilgang, forbedre sannsynligheten for sammenkobling med riktig cellen.
Bakterier har en rekke måter å forsvare seg selv fra phage vedlegg som sentrum rundt maskering reseptorer med mucoid kapsel eller slim lag, ved å produsere konkurransedyktig hemmere eller på annen måte blokkere tilgang. Phage reseptorer er ofte identifisert av mutasjoner som gjør bakteriene resistente mot phage lyse., Den Phage Reseptor Database (PhReD) gir en nyttig samling av kjente reseptorer på verts-cellen overflater.
Bakteriell celle oppføring
Vellykket adsorpsjon utløser den neste fasen av infeksjonen, som krever at injeksjon av phage er genetisk materiale til verts-cellen. For dette phage må trenge gjennom bakteriell celle. Bevis har foreslått at vedlegget og penetrasjon er koordinert av sokkelen i tailed phage. Phage haler variere mye gjennom naturen, men den mest sofistikerte har et rør for å levere genetisk materiale omgitt av en kontraktile slire., Hylsen kontrakter som en kveilet våren og deretter på utslipp driver rør inn bakteriell celle. I T4 phage, hele sokkelen-tail-tube-komplekset består av rundt en million atomer, noe som gjør opp 145 kjeder av 15 forskjellige proteiner. Den tomme phage celle som er igjen utenfor bakterien kalles ånd eller doughnut.
Phage replikering
Når du er inne, phage syntetiserer tidlig proteiner inkludert endonucleases og exonucleases som reduserer vert genom. De er da i stand til å bruke vert celle ‘ s maskiner til å syntetisere proteiner og produsere avkom., Den nukleotider utgitt, kan resirkuleres ved phage for replikering av sitt eget avkom (f.eks. T7 phage) eller utskilt fra verts-cellen (f.eks. T5 phage). Små kjemiske endringer (i tilfelle av T4 phage, kjemisk modifikasjon av viral cytidines) til phage genom tillate genetisk materiale skal være differensiert fra verten genom og hindrer self-nedbryting under denne prosessen. Andre tidlige proteiner inkluderer de som er nødvendig for replikasjon av phage genom., RNA er ikke brutt ned, så phage kan også produsere hemmere som hindrer vert RNA-polymerase fra forstyrre viral polymerases under senere infeksjon. Den nylig syntetisert phage genom produserer slutten av proteiner inkludert capsid underenhetene og hale. Denne prosessen kan skje i løpet av minutter av bakterier å bli smittet.
fødselen av nye phage
Når alle komponentene har blitt syntetisert de må være montert inn i modne phage. Capsid proteiner sammen for å danne tomme hoder inn som kondensert phage DNA er pakket., Halen deler montere uavhengig av hodet struktur og siste trinnet i syntesen er å bli fylt hodene til mynt for å danne avkom phage.
enzymer produsert av phage gradvis svekke den bakterielle cellevegg og til slutt bakteriell celler lyse, slipper i gjennomsnitt 100-200 phage avkom inn i det omkringliggende miljø.
på Grunn av infeksjoner, lytiske phage ikke endre fenotypen eller genotype av de infiserer celler., Men, de utøve selektive press på bakteriell befolkningen, eliminere mottagelige verter og fremme utbredelse av motstand, ved å overføre genet for eksempel innenfor bakteriell befolkningen.
Se lytiske syklus i aksjon.