الدورة الحجرية: مراحل ومثال حقيقي - مادة الاحياء - 2025

تعد الدورة اللايتية واحدة من دورتين من دورات الحياة البديلة للفيروس داخل الخلية المضيفة ، والتي من خلالها يتولى الفيروس الذي يدخل الخلية آلية النسخ المتماثل للخلية. بمجرد الدخول إلى الداخل ، يتم تصنيع الحمض النووي والبروتينات الفيروسية ثم تحطيم الخلية. وهكذا ، يمكن للفيروسات الجديدة المنتجة أن تترك الخلية المضيفة المفككة الآن وتصيب الخلايا الأخرى.

تتناقض طريقة الاستنساخ هذه مع الدورة اللايسوجينية ، حيث يدخل الفيروس الذي أصاب الخلية نفسه في الحمض النووي للمضيف ، ويعمل كقطعة خاملة من الحمض النووي ، لا يتكاثر إلا عندما تنقسم الخلية.

Lambda phage: دورة lytic ودورة lysogenic

لا تسبب الدورة اللايسوجينية أي ضرر للخلية المضيفة ، ولكنها حالة كامنة ، بينما تؤدي الدورة اللايتية إلى تدمير الخلية المصابة.

تعتبر الدورة اللايتية عمومًا الطريقة الرئيسية لتكاثر الفيروس ، لأنها أكثر شيوعًا. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي الدورة اللايسوجينية إلى الدورة اللايتية عندما يكون هناك حدث تحريضي ، مثل التعرض للضوء فوق البنفسجي ، الذي يتسبب في دخول هذه المرحلة الكامنة إلى الدورة اللايتية.

من خلال فهم أفضل للدورة اللايتية ، يمكن للعلماء فهم أفضل لكيفية استجابة الجهاز المناعي لصد هذه الفيروسات ، وكيف يمكن تطوير تقنيات جديدة للتغلب على الأمراض الفيروسية.

من أجل معرفة كيفية مقاطعة تكاثر الفيروس وبالتالي معالجة الأمراض التي تسببها الفيروسات التي تصيب الإنسان والحيوان والمحاصيل الزراعية ، يتم إجراء العديد من الدراسات.

يأمل العلماء يومًا ما أن يكونوا قادرين على فهم كيفية إيقاف المحفزات التي تبدأ الدورة اللايتية المدمرة في الفيروسات ذات الأهمية الصحية.

عموميات الدورة الحجرية

يمكن فهم التكاثر الفيروسي بشكل أفضل من خلال دراسة الفيروسات التي تصيب البكتيريا ، والمعروفة باسم العاثيات (أو العاثيات). الدورة اللايتية والدورة اللايسوجينية هما عمليتا التكاثر الأساسيان اللذان تم تحديدهما في الفيروسات.

بناءً على الدراسات التي أجريت على العاثيات ، تم وصف هذه الدورات. تتضمن الدورة اللايتية دخول الفيروس إلى خلية مضيفة والاستيلاء على الجزيئات التي تنسخ الحمض النووي للخلية لإنتاج الحمض النووي الفيروسي والبروتينات الفيروسية. هاتان الفئتان من الجزيئات التي تشكل هيكليًا العاثيات.

عندما تحتوي الخلية المضيفة على العديد من الجزيئات الفيروسية المنتجة حديثًا بداخلها ، فإن هذه الجسيمات تعزز انهيار جدار الخلية من الداخل.

من خلال الآليات الجزيئية للعاثية ، يتم إنتاج بعض الإنزيمات التي لديها القدرة على كسر الروابط التي تحافظ على جدار الخلية ، مما يسهل إطلاق فيروسات جديدة.

على سبيل المثال ، تقوم عاثيات البكتيريا لامدا ، بعد إصابة الخلية المضيفة للإشريكية القولونية ، بإدخال معلوماتها الوراثية في الكروموسوم البكتيري وتبقى في حالة نائمة.

ومع ذلك ، في ظل ظروف إجهاد معينة ، يمكن للفيروس أن يبدأ في التكاثر ويسلك المسار التحليلي. في هذه الحالة ، يتم إنتاج عدة مئات من العاثيات ، وعند هذه النقطة تتحلل الخلية البكتيرية ويتم إطلاق النسل.

لاقمات دورة lytic: مثال على Phage T4

تسمى الفيروسات التي تتكاثر خلال الدورة اللايتية بالفيروسات الخبيثة لأنها تقتل الخلية. Phage T4 هو المثال الحقيقي الأكثر دراسة لشرح الدورة اللايتية ، والتي تتكون من خمس مراحل.

التثبيت / الالتصاق بالخلية

تلتصق العاثية T4 أولاً بالخلية المضيفة للإشريكية القولونية. يتم تنفيذ هذا الارتباط بواسطة ألياف ذيل الفيروس التي تحتوي على بروتينات ذات صلة عالية بجدار الخلية المضيفة.

تسمى الأماكن التي يلتصق فيها الفيروس بمواقع المستقبلات ، على الرغم من أنه يمكن أيضًا ربطها بقوى ميكانيكية بسيطة.

اختراق / دخول الفيروس

لإصابة خلية ما ، يجب أن يدخل الفيروس الخلية أولاً عبر غشاء البلازما وجدار الخلية (إن وجد). ثم يطلق مادته الجينية (RNA أو DNA) في الخلية.

في حالة العاثية T4 ، بعد الارتباط بالخلية المضيفة ، يتم إطلاق إنزيم يضعف موقعًا على جدار الخلية المضيفة.

ثم يقوم الفيروس بحقن مادته الجينية المشابهة لإبرة تحت الجلد ، ويضغط على الخلية من خلال النقطة الضعيفة في جدار الخلية.

تكرار / تخليق الجزيئات الفيروسية

يستخدم الحمض النووي للفيروس آلية الخلية المضيفة لإنتاج كميات كبيرة من المكونات الفيروسية ، سواء كانت المادة الوراثية أو البروتينات الفيروسية التي تشكل الأجزاء الهيكلية للفيروس.

في حالة فيروسات الدنا ، ينسخ الحمض النووي نفسه إلى جزيئات الرنا المرسال (mRNA) التي تُستخدم بعد ذلك لتوجيه ريبوسومات الخلية. واحد من أول عديد الببتيدات الفيروسية (البروتينات) التي يتم إنتاجها يؤدي وظيفة تدمير الحمض النووي للخلية المصابة.

في الفيروسات القهقرية (التي تحقن خيطًا من الحمض النووي الريبي) ، يقوم إنزيم فريد يسمى النسخ العكسي بنسخ الحمض النووي الريبي الفيروسي إلى الحمض النووي ، والذي يتم نسخه مرة أخرى إلى الرنا المرسال.

في حالة العاثية T4 ، يتم تعطيل الحمض النووي لبكتيريا الإشريكية القولونية ثم يتولى الحمض النووي للجينوم الفيروسي ، ويقوم الحمض النووي الفيروسي بصنع الحمض النووي الريبي للنيوكليوتيدات في الخلية المضيفة باستخدام إنزيمات الخلية المضيفة.

تجميع الجزيئات الفيروسية

بعد إنتاج نسخ متعددة من المكونات الفيروسية (الأحماض النووية والبروتينات) تتجمع لتشكل فيروسات كاملة.

في حالة T4 phage ، تعمل البروتينات المشفرة بواسطة DNA phage كإنزيمات تتعاون في تكوين العاثية الجديدة.

يتم توجيه كل التمثيل الغذائي للمضيف نحو إنتاج الجزيئات الفيروسية ، مما يؤدي إلى خلية مليئة بالفيروسات الجديدة وغير قادرة على استعادة السيطرة.

تحلل الخلية المصابة

بعد تجميع جزيئات الفيروس الجديدة ، يتم إنتاج إنزيم يكسر جدار الخلية البكتيرية من الداخل ويسمح بدخول السوائل من البيئة خارج الخلية.

تمتلئ الخلية في النهاية بالسوائل وتنفجر (تحلل) ، ومن هنا جاء اسمها. الفيروسات الجديدة التي تم إطلاقها قادرة على إصابة الخلايا الأخرى وبالتالي بدء العملية مرة أخرى.

المراجع

1. بروكر ، ر. (2011). مفاهيم علم الوراثة (الطبعة الأولى). تعليم ماكجرو هيل.
2. كامبل ، إن وريس ، ج. (2005). علم الأحياء (الطبعة الثانية) تعليم بيرسون.
3. إنجلكيرك ، ب. & دوبين-إنجلكيرك ، ج. (2010). علم الأحياء الدقيقة لبيرتون للعلوم الصحية (الطبعة التاسعة). ليبينكوت ويليامز وويلكينز.
4. لوديش ، هـ ، بيرك ، أ ، كايزر ، سي ، كريجر ، إم ، بريتشر ، إيه ، بلويج ، إتش ، آمون ، إيه ومارتن ، ك. (2016). بيولوجيا الخلية الجزيئية (الطبعة الثامنة). دبليو فريمان وشركاه.
5. مالاسينسكي ، ج. (2005). أساسيات علم الأحياء الجزيئي (الطبعة الرابعة). جونز وبارتليت التعلم.
6. راسل ، ب ، هيرتز ، ب. وماكميلان ، ب. (2016). علم الأحياء: العلم الديناميكي (الطبعة الرابعة). سينجاج ليرنينج.
7. سولومون ، إي ، بيرج ، إل ومارتن ، د. (2004). علم الأحياء (الطبعة السابعة) Cengage Learning.