שכפול וירוסים: שלבים, סכימות תהליכים, תמונות (מלאות)

בהתרבות וירוסים דורשים סביבת תאים חיים. שכפול או רבייה של וירוסים במדיה חיה כמו רקמת בעלי חיים, רקמת עוברים ורקמות צמח.

מכיוון שלוירוסים אין אנזימים ואינם יכולים לעבור חילוף חומרים, ולכן וירוסים אינם יכולים להתרבות בכוחות עצמם. בהתרבות, הנגיף חייב להדביק מהתא המארח.

בהדבקת המארח קיימות שתי סוגים של דרכים להדביק את הנגיף, כלומר השלב הליזוגנטי והשלב הליטי.

מחזור ליטיק

מחזור הליטי הוא כאשר הנגיף הורס את התא המארח לאחר שכפול בהצלחה. שלבי המחזור הליטי הם:

שלב ספיחה

שלב הספיחה הוא סימן להצמדת זנב הנגיף לדופן תאי החיידק. וירוסים יכולים להיצמד למקום מיוחד בלבד.

זה יכול להיות על פני דופן תא החיידקים שיש בו חלבון מיוחד וניתן לחבר אותו על ידי חלבונים נגיפיים. נגיפים הנצמדים לדפנות התא הם מאוד מובחנים ודומים למנעולים ולמפתחות.

נגיפים יכולים להיצמד לתאים מסוימים שהם רוצים מכיוון שיש להם קולטנים בקצות סיבי הזנב.

נגיפים מפרישים אנזימים של ליזוזים או הורסים אנזימים לאחר הצמדתם, ואז נוצרים חורים בדופן התא המארח ובחיידקים.

שלב הזרקה

לאחר היווצרות החור, קפסולת הנגיף מתכווצת מייד לשאיבת חומצת הגרעין או ה- DNA וה- RNA כדי להיכנס לתא.

לכן הקפסיד הנגיפי נותר מחוץ לתא החיידק. אם אין תוכן, הקפסיד מוסר ואינו פועל עוד.

שלב סינתזה

לנגיפים אין מכונות ביו-סינטטיות משלהם, וירוסים ישתמשו רק במנגנון הביו-סינתטי של המארח למשל חיידקים בכדי לבצע את חייהם. לכן יש להרוס את הביוסינתטי של החיידקים כלומר את ה- DNA החיידקי.

בגלל זה, ה- DNA של הנגיף מייצר אנזימים שמשמידים אותו. האנזימים מהנגיף הורסים את ה- DNA של החיידקים אך לא את ה- DNA של הנגיף.

לכן חיידקים אינם יכולים לשלוט במכונות הביו-סינטטיות שלהם. DNA מנגיפים חשוב מאוד בהשתלטות על השליטה בחיים.

ה- DNA של הנגיף משכפל פעמים רבות, כלומר על ידי יצירת מספר גדול מאוד של DNA ויראלי.

לאחר מכן, ה- DNA מהנגיף מסנתז חלבונים אשר הופכים לקפסידים באמצעות אנזימים חיידקיים וריבוזומים.

בתאי חיידק חלשים אלה מסונתז DNA מנגיפים וחלבונים. AND והחלבון שהופך לקפסיד על ידי הנגיף נמצא כבר בשליטת ה- DNA של הנגיף.

שלב הרכבה

הקפסיד המסונתז מופרד לחלקים של סיבי הראש, הזנב והזנב. חלק מהקפסיד אז מורכב לקפסיד ויראלי שלם וה- DNA מהנגיף נכנס אליו.

לאחר מכן נוצר גוף הנגיף בשלמותו. מספר הנגיפים שנוצרו מתהליך זה הוא כ100 עד 200 וירוסים חדשים.

שלב ליטיק

לאחר סיום שלב ההרכבה של הנגיף, הנגיף יכול לייצר שוב אנזימים של ליזוזים. אנזים ליזיזום הוא אנזים הרסני שיכול להרוס דפנות תאי חיידקים.

כאשר דופן התא נהרס, דופן התא החיידקי יעבור פירוק או קרע. כאשר הוא נשבר, נגיפים חדשים יכולים לצאת למצוא מארחים אחרים.

שלב זה הוא שלב תמוגה של תאים לחיידקים אך עבור וירוסים זהו שלב פיזור הנגיף.

מחקר שנערך על FAGs שתוקפים חיידקי Esherichia coli. התוצאות מראות כי ישנם וירוסים הגורמים לפירוק חיידקים וחלקם אינם.

הנגיף מ- T4 גורם לחיידקים לעבור תמוגה עקב מחזור חיים זה הנקרא מחזור הליטי.

מחזור ליזוגני

המחזור הליזוגני הוא המקום בו הנגיף אינו הורס את דופן תאי החיידק. תהליך המחזור הליזוגני הוא כדלקמן:

שלב האימוץ

שלב הספיחה במחזור הליזוגני כמעט זהה למחזור הליטי. זה מסומן על ידי הצמדת הזנב הנגיפי לדופן התא החיידקי.

ואז הנגיף מתחבר למקומות מיוחדים, כלומר על פני שטח דופן התא החיידקי שיש בו חלבונים נגיפיים להיצמד לחלבונים נגיפיים.

הצמדת הנגיף לחלבון דופן התא אופיינית מאוד. וירוסים יכולים להיצמד לתאים מסוימים הרצויים על ידי קולטנים בקצות הזנב.

לאחר ההיצמדות לחיידקים, הנגיף משחרר אנזימי ליזוזים או הורס אנזימים כך שנוצרים חורים בתא המארח ובדופן החיידק.

שלב הזרקה

שלב ההזרקה במחזור הלוזוגני גם אינו שונה ממחזור הליטי, כלומר לאחר היווצרות חורים. הקפסיד הנגיפי מתכווץ ישירות לשאיבת חומצת גרעין או DNA ו- RNA לתא.

לכן, הקפסיד של הנגיף נשאר מחוץ לתא החיידק, אם הוא ריק אז הקפסיד כבר לא מתפקד.

שלב מיזוג

כאשר הוא נכנס לשלב ההזרקה, ה- DNA מהנגיף נכנס ישירות לגוף החיידק, ולאחריו משלב ה- DNA החיידקי. ה- DNA החיידקי צורתו מעגלית, שהיא כמו שרשרת שאין לה סוף ואין לה סוף.

ה- DNA הוא חוט כפול שסובב, ראשית ה- DNA מהחיידקים נשבר. ואז ה- DNA מהנגיף משלב את עצמו בין החוטים שנשברו.

ולבסוף ה- DNA המעגלי יוצר חוזר חדש שהוכנס על ידי DNA ויראלי. לכן DNA מחיידקים כבר מכיל DNA עם נגיפים גנטיים.

שלב המחשוף

במצב זה ה- DNA מהנגיף אינו פעיל, מה שמכונה נבואה. מכיוון ש- DNA של הנגיף הפך לכזה עם ה- DNA של החיידקים.

אם ה- DNA החיידקי משכפל, הפילוס משתתף גם בשכפול, למשל אם החיידקים יתחלקו. דנ"א מעתיק את עצמו גם באמצעות תהליך השכפול, ולכן מועתקת גם הנבואה.

ואז נוצרים שני תאי חיידקים מתוצאות החלוקה ובכל אחד מצאצאי החיידקים הללו יש נבואות זהות.

מתהליך זה ואילך ועד לתהליך חלוקת החיידקים מתרחש פעמים רבות עד שנוצר כל אחד מתאי החיידק בנבואה. לכן מספר הנביאים עוקב אחר מספר תאי החיידק שהם נושאים.

שלב סינתזה

עקב כימיקלים מסוימים או קרינה הניסוי הופך פעיל. לאחר מכן נפרד הנבואה מה- DNA החיידקי ומשמיד את ה- DNA החיידקי.

לאחר מכן ה- DNA של הנגיף מבצע סינתזת חלבונים המשמשת לכדי קפסיד של נגיפים חדשים. כדי לבצע שכפול דנ"א, מספר הדנ"א הנגיפי יהפוך למספר רב יותר.

שלב הרכבה

לאחר מכן מרכיבים את הקפסידים הללו ליצירת קפסיד ויראלי שלם ומתפקדים כמעטפת הוויראלית.

קפסיד שנוצר יכול להגיע ל- 100 עד 2000 קפסידים חדשים. לאחר מכן ה- DNA מהשכפול גורם ליצירת נגיף חדש.

שלב ליטיק

לאחר היווצרותם של נגיפים חדשים, מתרחשת תמוגה של תאי חיידקים. תמוגה של תאי חיידקים היא שלאחר סיום שלב ההרכבה, הנגיף יכול לייצר אנזימים של ליזוזים או אנזימים שנהרסים שוב.

נגיפים אלה נוצרים ומתפזרים החוצה מתא החיידקים כדי לתקוף את החיידקים שזה עתה חזרו. במחזור הבא הנגיף יכול לעבור גם מחזור ליטי או מחזור ליזוגני.