- Generalitats de l'cicle lític
- Fases d'un cicle lític: Exemple fag T4
- Fixació / Adhesió a la cèl·lula
- Penetració / Entrada de virus
- Replicació / Síntesi de molècules virals
- Assemblatge de partícules virals
- Lisis de la cèl·lula infectada
- referències
El cicle lític és un dels dos cicles de vida alternatius d'un virus dins d'una cèl·lula hoste, mitjançant el qual el virus que ingressa a la cèl·lula pren el mecanisme de replicació d'aquesta. Un cop dins, es fabriquen ADN i proteïnes virals per després lisar (trencar) la cèl·lula. Així, els nous virus recentment produïts poden abandonar la cèl·lula hoste ara desintegrada, i infectar altres cèl·lules.
Aquest mètode de replicació es contrasta amb el cicle lisogènic, durant el qual el virus que ha infectat una cèl·lula s'insereix a l'ADN de l'hoste i, actuant com un segment inert de l'ADN, es replica només quan la cèl·lula es divideix.
Fago lambda: cicle lític i cicle lisogènic
El cicle lisogènic no causa cap dany a la cèl·lula hoste, sinó que és un estat latent, mentre que el cicle lític dóna com a resultat la destrucció de la cèl·lula infectada.
El cicle lític generalment es considera el mètode principal de replicació viral, ja que és més comú. Addicionalment, el cicle lisogènic pot conduir a el cicle lític quan hi ha un esdeveniment d'inducció, com l'exposició a la llum ultraviolada, que fa que aquesta etapa latent ingressi a l'cicle lític.
A través d'una millor comprensió de l'cicle lític, els científics poden comprendre millor com respon el sistema immune per repel·lir aquests virus, i com poden desenvolupar-se noves tecnologies per superar les malalties virals.
Amb la finalitat d'aprendre a interrompre la replicació viral i així abordar les malalties causades per virus que afecten els humans, animals i cultius agrícoles, s'estan realitzant molts estudis.
Els científics esperen algun dia ser capaços de comprendre com aturar els factors desencadenants que inicien el destructiu cicle lític en virus d'interès sanitari.
Generalitats de l'cicle lític
La reproducció viral es comprèn millor mitjançant l'estudi de virus que infecten bacteris, coneguts com bacteriòfags (o també, fags). El cicle lític i el cicle lisogènic són els dos processos reproductius fonamentals que s'han identificat en virus.
Basant-se en estudis amb bacteriòfags s'han descrit aquests cicles. El cicle lític implica que el virus ingressi a una cèl·lula hoste i prengui control de les molècules que repliquen l'ADN de la cèl·lula per produir ADN viral i proteïnes virals. Aquestes són les dues classes de molècules que componen estructuralment als fags.
Quan la cèl·lula hoste té moltes partícules virals recentment produïdes en el seu interior, aquestes partícules promouen la ruptura de la paret cel·lular des de dins.
Mitjançant mecanismes moleculars propis de el fag, es produeixen certs enzims que tenen la capacitat de trencar les unions que mantenen la paret cel·lular, la qual cosa facilita l'alliberament dels nous virus.
Per exemple, el bacteriòfag lambda, després d'infectar una cèl·lula hoste d'Escherichia coli, normalment s'insereix la seva informació genètica en el cromosoma bacterià i roman en un estat de latència.
No obstant això, sota certes condicions d'estrès, el virus pot començar a multiplicar-se i prendre la via lítica. En aquest cas, es produeixen diversos centenars de fags, moment en el qual la cèl·lula bacteriana es llisa i la progènie s'allibera.
Fases d'un cicle lític: Exemple fag T4
Els virus que es multipliquen mitjançant el cicle lític, es diuen virus virulents perquè maten la cèl·lula. El fag T4 és l'exemple real més estudiat per explicar el cicle lític, el qual consta de cinc etapes.
Fixació / Adhesió a la cèl·lula
El fag T4 primer s'adhereix a una cèl·lula amfitriona d'Escherichia coli. Aquesta unió es realitza per les fibres de la cua de virus que tenen proteïnes amb alta afinitat per la paret de la cèl·lula hoste.
El lloc on s'adhereix el virus es diuen llocs receptors, encara que també pot unir-se per simples forces mecàniques.
Penetració / Entrada de virus
Per infectar una cèl·lula, el virus ha d'ingressar primer a la cèl·lula a través de la membrana plasmàtica i la paret cel·lular (si està present). A continuació, allibera el seu material genètic (ARN o ADN) en la cèl·lula.
En el cas de l'fag T4, després de la unió a la cèl·lula hoste, s'allibera un enzim que debilita un lloc de la paret cel·lular de l'hoste.
Després, el virus injecta el seu material genètic de manera similar a una agulla hipodèrmica, pressionant contra la cèl·lula a través d'el punt feble de la paret cel·lular.
Replicació / Síntesi de molècules virals
L'àcid nucleic de virus utilitza la maquinària de la cèl·lula hoste per produir grans quantitats de components virals, tant el material genètic com les proteïnes virals que comprenen les parts estructurals de l'virus.
En el cas dels virus d'ADN, l'ADN es transcriu a si mateix en molècules d'ARN missatger (ARNm) que després s'utilitzen per dirigir els ribosomes de la cèl·lula. Un dels primers polipèptids (proteïnes) virals que es produeixen compleixen la funció de destruir l'ADN de la cèl·lula infectada.
En els retrovirus (que injecten una cadena d'ARN), un enzim única anomenada transcriptasa inversa transcriu l'ARN viral a ADN, que després es transcriu de nou a ARNm.
En el cas de l'fag T4, l'ADN del bacteri E. coli s'inactiva i després l'ADN de l'genoma viral pren el control, i l'ADN viral fabrica l'ARN dels nucleòtids en la cèl·lula hoste utilitzant els enzims de la cèl·lula hoste.
Assemblatge de partícules virals
Després que s'han produït múltiples còpies dels components virals (àcids nucleics i proteïnes) s'acoblen per formar virus complets.
En el cas de l'fag T4, les proteïnes codificades per l'ADN de l'fago actuen com a enzims que cooperen en la formació dels nous fags.
Tot el metabolisme de l'hoste es dirigeix cap a la producció de molècules virals, el que dóna com a resultat una cèl·lula plena de nous virus i incapaç de recuperar el control.
Lisis de la cèl·lula infectada
Després de l'acoblament de les noves partícules de virus, es produeix un enzim que descompon la paret de la cèl·lula bacteriana des de dins i permet l'entrada de fluids de l'medi extracel·lular.
La cèl·lula eventualment s'omple de líquid i esclata (lisi), d'aquí ve el seu nom. Els nous virus alliberats són capaços d'infectar altres cèl·lules i així, començar el procés de nou.
referències
- Brooker, R. (2011). Concepts of Genetics (1st ed.). McGraw-Hill Education.
- Campbell, N. & Reece, J. (2005). Biology (2nd ed.) Pearson Education.
- Engelkirk, P. & Duben-Engelkirk, J. (2010). Burton 's Microbiology for the Health Sciences (9th ed.). Lippincott Williams & Wilkins.
- Lodish et, H., Berk, A., Kaiser, C., Krieger, M., Bretscher, A., Ploegh, H., Amon, A. & Martin, K. (2016). Molecular Cell Biology (8th ed.). WH Freeman and Company.
- Malacinski, G. (2005). Essentials of Molecular Biology (4th ed.). Jones & Bartlett Learning.
- Russell, P., Hertz, P. & McMillan, B. (2016). Biology: The Dynamic Science (4th ed.). Cengage Learning.
- Solomon, I., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biology (7th ed.) Cengage Learning.