的裂解周期是病毒的宿主细胞,通过其进入所述细胞中的病毒接管细胞的复制机制中的两个可供选择的生命周期中的一个。一旦进入内部,就可以制造DNA和病毒蛋白,然后裂解(破坏)细胞。因此,新产生的新病毒可以离开现在已分解的宿主细胞,并感染其他细胞。
这种复制方法与溶原性循环形成对比,在溶原性循环中,感染细胞的病毒将自身插入宿主的DNA中,并作为DNA的惰性片段,仅在细胞分裂时才复制。
λ噬菌体:裂解循环和溶原循环
溶原循环不会对宿主细胞造成任何损害,而是处于潜伏状态,而溶解循环会导致感染细胞的破坏。
裂解周期通常被认为是病毒复制的主要方法,因为它更为普遍。另外,当存在诱导事件,例如暴露于紫外光,导致该潜伏期进入裂解循环时,溶原循环可导致裂解循环。
通过对裂解周期的更好理解,科学家可以更好地了解免疫系统如何排斥这些病毒,以及如何开发新技术来克服病毒性疾病。
为了学习如何中断病毒复制并由此解决由影响人类,动物和农作物的病毒引起的疾病,正在进行许多研究。
科学家希望有一天能够了解如何停止引发健康问题病毒的破坏性裂解周期的触发因素。
石器循环的一般性
通过研究感染细菌的病毒,称为噬菌体(或噬菌体),可以最好地理解病毒的繁殖。裂解循环和溶原循环是病毒中已经确定的两个基本的生殖过程。
基于对噬菌体的研究,已经描述了这些循环。裂解周期涉及病毒进入宿主细胞并接管复制细胞DNA的分子以产生病毒DNA和病毒蛋白。这是在结构上构成噬菌体的两类分子。
当宿主细胞内部有许多新产生的病毒颗粒时,这些颗粒会促进细胞壁从内部分解。
通过噬菌体的分子机制,产生了某些酶,这些酶具有破坏维持细胞壁的键的能力,从而促进了新病毒的释放。
例如,噬菌体λ在感染大肠杆菌宿主细胞后,通常将其遗传信息插入细菌染色体并保持休眠状态。
但是,在某些压力条件下,病毒可以开始繁殖并采取裂解途径。在这种情况下,产生了数百个噬菌体,这时细菌细胞被裂解,后代被释放。
裂解周期的噬菌体:噬菌体T4示例
在裂解周期中繁殖的病毒被称为强毒病毒,因为它们杀死细胞。噬菌体T4是解释裂解周期的研究最多的真实例子,它由五个阶段组成。
固定/粘附在细胞上
T4噬菌体首先将其自身附着于大肠杆菌宿主细胞。这种结合是通过病毒尾巴的纤维进行的,该纤维具有与宿主细胞壁高度亲和的蛋白质。
病毒自身附着的地方称为受体位点,尽管它也可以通过简单的机械力附着。
病毒的渗透/进入
要感染细胞,病毒必须首先通过质膜和细胞壁(如果存在)进入细胞。然后,它将其遗传物质(RNA或DNA)释放到细胞中。
对于噬菌体T4,在与宿主细胞结合后,释放出一种酶,削弱了宿主细胞壁上的一个位点。
然后,该病毒以类似于皮下注射针的方式注入其遗传物质,通过细胞壁的薄弱部位压向细胞。
复制/合成病毒分子
病毒的核酸利用宿主细胞的机制产生大量的病毒成分,包括构成病毒结构部分的遗传物质和病毒蛋白。
对于DNA病毒,DNA会自身转录成信使RNA(mRNA)分子,然后用于指导细胞的核糖体。第一批要生产的病毒多肽(蛋白质)具有破坏被感染细胞DNA的功能。
在逆转录病毒(注射RNA链)中,一种称为逆转录酶的独特酶将病毒RNA转录成DNA,然后再转录回mRNA。
对于噬菌体T4,大肠杆菌细菌的DNA被灭活,然后病毒基因组的DNA被接管,病毒DNA使用宿主细胞的酶在宿主细胞中形成核苷酸的RNA。
病毒颗粒的组装
在生产出多个副本的病毒成分(核酸和蛋白质)后,它们会组装形成完整的病毒。
在T4噬菌体的情况下,由噬菌体DNA编码的蛋白质充当了在新噬菌体形成中协同作用的酶。
宿主的所有新陈代谢都直接针对病毒分子的产生,从而导致细胞中充满了新病毒,并且无法恢复控制。
感染细胞的裂解
新病毒颗粒组装后,产生了一种酶,该酶从内部分解细菌细胞壁,并允许液体从细胞外环境进入。
细胞最终充满液体并破裂(裂解),因此得名。释放的新病毒能够感染其他细胞,从而再次启动该过程。
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