ANG PAGPAPARAMI NG MGA VIRUS: MGA PHASE AT KATANGIAN - BIOLOGY - 2025

Ang pagpaparami ng mga virus o pagtitiklop ng virus ay ang kaganapan kung saan ang isang maliit na butil ng virus ay dumarami sa pamamagitan ng maraming mga order ng kadakilaan, sa pamamagitan ng pag-hijack ng makinarya na enzymatic na makinarya ng host. Yamang ang mga virus ay hindi binubuo ng mga cell, hindi sila maaaring magparami nang nakapag-iisa, mahigpit na nangangailangan ng isang cellular host na gawin ito.

Mayroong dalawang pangkalahatang mga kahalili kung saan ang isang virus ay maaaring magparami: ang lytic cycle o ang lysogenic cycle. Ang parehong mga proseso ay malawak na pinag-aralan sa mga virus na nakakaapekto sa bakterya o bacteriophage.

Reproductive cycle ng mga virus.
1-Fixation
2-Penetration
3-Unfolding
4-Synthesis (4a-Transcription, 4b-Translation, 4c-Genome Replication)
5-Assembly
6-Release
Source: Franciscosp2

Ang lytic cycle ay nagtatapos sa pagkawasak ng host cell, habang sa lysogenic cycle, ang cell ay patuloy na nabubuhay kasama ang genetic material ng virus sa loob.

Sa kaso ng lytic pathway, natagpuan ng virus ang potensyal na cell na mahawahan at ilalagay mismo ang sarili nito sa pamamagitan ng mga receptor na kinikilala nito sa ibabaw ng cell. Pagkatapos ay iniksyon nito ang DNA nito sa cytoplasm, kung saan magsisimula ang paggawa ng mga sangkap na istruktura. Ang mga piraso ng mga nucleic acid at protina ay tipunin at pinalaya, pagkatapos nito mahawahan ang mga bagong host.

Ang lysogenic cycle ay nagsisimula sa isang katulad na paraan, maliban na ang virus ng DNA ay sumasailalim sa isang proseso ng pag-recombinasyon at isasama sa chromosome ng host nito. Ang virus ay nananatiling nakakalat sa loob ng cell, hanggang sa pagkilos ng ilang kemikal o UV light na nag-trigger ng lytic cycle.

Ano ang isang virus?

Bago ipaliwanag kung ano ang binubuo ng mga virus, dapat tayong maging malinaw tungkol sa ilang mga aspeto na may kaugnayan sa biology ng mga nilalang na ito. Ang mga virus ay hindi mga cell, ngunit sa halip simpleng mga istruktura na binubuo ng mga nucleic acid at ilang mga protina.

Ang kumpleto at binuo na hanay ng mga nakakahawang uri ng virus ay kilala bilang isang birhen.

Hindi tulad ng mga organikong nilalang na binubuo ng mga cell, ang mga virus ay walang metabolismo o nagpapalit ng mga sangkap sa isang kinokontrol na paraan kasama ang panlabas na kapaligiran. Ngunit kung ano ang magagawa nila ay magparami sa loob ng mga biological system na ginagawa ang mga pagpapaandar na ito: iyon ay, sa mga buhay na cells.

Para sa kadahilanang ito, ang mga virus ay itinuturing na obligado ang mga cellular parasites, dahil hindi nila makumpleto ang kanilang pag-aanak nang wala ang nabubuhay na cell. Ang mga host nito ay maaaring mga vertebrates, invertebrates, halaman, protists, bacteria, atbp, depende sa napag-aralan ng virus.

Para sa pagpaparami, dapat na hijack ng mga virus ang makinarya ng enzymatic ng kanilang host. Ang aspetong ito ay may mga kahihinatnan kapag ang pagbuo ng mga gamot upang ihinto ang impeksyon sa virus, dahil ang nakakaapekto sa pagpaparami ng virus ay maaaring makagambala sa pagpaparami ng mga cell ng host. Susuriin namin kung paano nangyayari ang prosesong ito sa ibaba.

Paano dumami ang mga virus?

Tulad ng nabanggit namin, ang mga virus ay mga biological particle ng isang napaka-simpleng kalikasan. Samakatuwid, ang nucleic acid (alinman sa DNA o RNA) na taglay nila ay naglalaman ng impormasyon para sa paggawa ng ilang mga protina at mga enzyme upang mabuo ang dangal.

Sa isang solong host cell, ang isang birhen ay maaaring makagawa ng libu-libong mga viral na partikulo na katulad ng paunang isa, gamit ang metabolic machine ng host nito.

Sa kabila ng katotohanan na ang mga virus at kanilang mga host ay lubos na nagbabago, ang ikot ng pag-aanak ay pareho sa lahat. Sa ibaba ay isasagawa namin ang pangkalahatang proseso at ilalarawan ang hakbang-hakbang ang pagpaparami ng mga bakterya, mga virus na nakakahawa sa bakterya. Pagkatapos ay banggitin namin ang ilan sa mga kakaibang bagay sa mga virus na nakakaapekto sa mga hayop.

Pagpaparami ng mga virus ng bakterya (bacteriophages)

Ang mga bacteriophage ay maaaring magparami sa dalawang alternatibong paraan: ang lytic cycle o ang lysogenic cycle. Tulad ng ipinahihiwatig ng pangalan nito, ang huling hakbang ng lytic ay nagsasangkot sa lysis (at sa gayon kamatayan) ng host cell. Sa kaibahan, ang lysogenikong ikot ay nagsasangkot ng mga pag-aanak ng viral sa sala.

-Listikong cycle

Ang proseso ng lytic sa bacteriophages T (T2, T4 at T6) sa sikat na E. coli bacteria ay kilala nang mahusay. Ang mga proseso na ilalarawan natin sa ibaba ay batay sa mga modelong pag-aaral na ito.

Nagaganap ito sa limang natatanging yugto: pag-aayos, pagtagos, biosynthesis, pagkahinog, at pagpapalaya.

Pag-aayos

Ang hakbang na ito ay kilala rin bilang virus adsorption. Ang unang bagay na dapat mangyari para sa isang virus na magparami ay ang pagpupulong sa pagitan ng virus na butil at ang host cell. Ang pagbangga na ito ay nangyayari nang walang kamali-mali.

Ang virus ay nagbubuklod sa ilang mga pantulong na receptor na kinikilala nito sa ibabaw ng cell; sa kasong ito, sa pader ng cell ng bakterya. Ang pagbubuklod na ito ay isang pakikipag-ugnay ng kemikal kung saan mahina ang mga bono sa pagitan ng mga virus at ang receptor.

Pagsuspinde

Kapag nakilala ng virus ang tatanggap, nagpapatuloy itong mag-iniksyon ng genetic material na ito. Ang bacteriophage ay nagpapalabas ng isang enzyme na pumipinsala sa isang bahagi ng cell wall. Sa konteksto na ito, ang virus na butil ng tungkulin ay gumaganap bilang isang hypodermic syringe na namamahala sa pag-iniksyon ng DNA.

Biosynthesis

Kapag naabot na ng DNA ang cell cytoplasm ng host, nagsisimula ang biosynthesis ng genetic material at protina ng organismo na pinag-uusapan. Ang synthesis ng host ng protina ay tumigil sa pamamagitan ng isang serye ng mga hakbang na orkestra ng virus.

Ang mananakop ay namamahala upang sunud-sunod ang parehong mga libreng nucleotides ng host, ribosom at amino acid, pati na rin ang mga enzyme na kinakailangan upang kopyahin ang DNA ng virus.

Maturation

Tulad ng lahat ng mga bloke ng gusali ng mga virus ay synthesized, nagsisimula ang pagpupulong o proseso ng pagkahinog. Ang pagpupulong ng mga sangkap ng mga partikulo ng virus ay nangyayari nang kusang, inaalis ang pangangailangan para sa iba pang mga gen upang matulungan ang proseso.

Paglabas

Sa pagtatapos ng proseso ng pagpupulong, ang mga virus ay dapat palayain sa kalangitan ng extracellular. Habang ipinapaliwanag namin ang lytic cycle, ang huling hakbang na ito ay nagsasangkot sa lysis ng cell na tumulong sa buong proseso.

Ang Lysis ay nagsasangkot ng pagkalagot ng lamad ng plasma at ang pader ng cell. Ang pagkasira ng huling sangkap na ito ay nangyayari sa pamamagitan ng pagkilos ng enzyme lysozyme, na na-synthesize sa loob ng cell sa panahon ng proseso na inilarawan.

Sa ganitong paraan, ang mga bagong synthesized na mga particle ng virus ay pinakawalan. Maaari itong makahawa sa mga kalapit na cell at ulitin ang pag-ikot.

-Lysogenic cycle

Hindi lahat ng mga virus ay tumagos sa mga host cell at sirain ang mga ito sa gastos ng kanilang sariling pag-aanak. Ang isang alternatibong mode ng pagpaparami ay tinatawag na lysogenic cycle. Ang mga virus na may kakayahang magparami sa ganitong paraan ay kilala bilang mapagtimpi.

Bagaman ang ilang mga virus ay maaaring magparami sa pamamagitan ng lytic pathway na inilarawan sa nakaraang seksyon, maaari rin silang magparami nang hindi sinisira ang cell at manatiling walang hanggan o hindi aktibo sa loob nito.

Upang mailalarawan ito sa iyo, gagamitin namin bilang isang modelo ng organismo ang bacteriophage lambda (λ), isang lysogenic na bacteriophage na lubusang pinag-aralan.

Ang mga yugto kung saan nangyayari ang lysogenic cycle ay: pagtagos sa host, pagbuo ng isang pabilog na DNA mula sa linear DNA molekula, at pagsasaayos sa host DNA.

Pagsasama ng viral DNA sa host DNA

Ang mga unang yugto ay nangyayari sa katulad na paraan sa nakaraang pag-ikot, maliban na ang DNA ng virus ay isinama sa DNA ng host cell, sa pamamagitan ng isang proseso ng recombination.

Sa estado na ito, ang virus ay nasa loob ng cell, at ang virus ng virus ay tumutulad kasama ang DNA ng host.

Alternasyon sa pagitan ng lytic at lysogenic cycle

Sa kabilang banda, ang iba't ibang mga nakakapangit na kaganapan ay maaaring humantong sa pagbabago mula sa lysogenic hanggang sa lytic cycle. Kabilang sa mga kaganapang ito ay ang pagkakalantad sa radiation ng UV o ilang mga kemikal na humantong sa paggulo ng phage DNA at pagsisimula ng lysis.

Mga kahihinatnan ng lysogeny

Mayroong mahahalagang kahihinatnan ng lysogeny, lalo na: (i) ang mga lysogenic cells ay immune sa mga kasunod na impeksyon mula sa parehong bacteriophage, ngunit hindi sa isang iba't ibang mga virus; (ii) ang mga cell ay maaaring makakuha ng mga bagong katangian sa pamamagitan ng pagsasama ng genetic material ng phage, tulad ng paggawa ng ilang mga toxins at (iii) pinapayagan ang dalubhasang proseso ng transduction.

Pagpaparami ng mga virus ng hayop

Malawak na nagsasalita, ang mga virus ng hayop ay sumusunod sa isang pattern ng pagpaparami na katulad ng inilarawan sa mga virus na nakakaapekto sa bakterya. Gayunpaman, mayroong ilang mga kapansin-pansin na pagkakaiba-iba sa parehong mga proseso.

Ang pinaka-halata ay ang mekanismo ng pagpasok ng cell, dahil sa mga pagkakaiba-iba na umiiral sa antas ng istruktura sa pagitan ng mga cell ng eukaryotic at prokaryotic. Sa mga selula ng hayop, ang mga receptor ay binubuo ng mga protina at glycoproteins na naka-angkla sa lamad ng plasma.

Ang isang halimbawa nito ay ang virus ng HIV. Upang makapasok sa cell, kinikilala ng virus ang isang receptor na tinatawag na CCR5. Ang ilang mga indibidwal ay may pagtanggal (iyon ay, ang mga bahagi ng DNA ay nawawala) ng 32 mga pares ng base sa gene na ang mga code para sa cellular receptor na sumisira sa protina at nagbibigay ng pagtutol sa dreaded virus.

Maraming mga mananakop ang nagsasamantala sa mga receptor na nagpapagitna sa proseso ng endocytosis upang makakuha ng pagpasok sa cell, sa pamamagitan ng pagbuo ng mga vesicle. Ang mga virus na sakop ng isang lamad ay maaaring makapasok sa cell sa pamamagitan ng pag-fusing ng mga lipid lamad.

Kapag ang virus ay tumagos, ang synthesis ng mga particle ng virus ay medyo variable. Ang mga cell ng hayop ay may iba't ibang mga makinarya ng enzymatic kaysa sa nakita namin sa mga bakterya.

Mga Sanggunian

1. Forbes, BA, Sahm, DF, & Weissfeld, AS (2007). Diagnostic microbiology. Mosby.
2. Freeman, S. (2017). Siyensiya ng biyolohikal. Edukasyon sa Pearson.
3. Murray, PR, Rosenthal, KS, & Pfaller, MA (2015). Medikal na microbiology. Elsevier Mga Agham sa Kalusugan.
4. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Biology ng Campbell. Edukasyon sa Pearson.
5. Tortora, GJ, Funke, BR, & Kaso, CL (2016). Mikrobiology. Isang pagpapakilala. Pearson.