Dua siklus utama penggandaan bakteriofag adalah: 1. Siklus Litik 2. Siklus Lisogenik!
Tindakan sebagian besar gen virus adalah memungkinkan virus menginfeksi sel inangnya masing-masing, berkembang biak dengan menggunakan mesin inang seperti enzim dan ribosom dan kemudian menyebabkan lisis sel.
Setelah lisis sel inang, banyak virus dibebaskan yang dapat menginfeksi sel inang baru untuk mengulangi siklus litik. Kadang-kadang virus dapat berintegrasi dengan kromosom inang dan bereplikasi bersamanya membentuk siklus lisogenik. Mari kita ambil contoh siklus litik dan lysogeruc.
Perbanyakan bakteriofag telah dipelajari pada fag T-genap E. coli oleh pekerja terkemuka seperti Delbruck, Luria dan Lwoff. Lwoff menyarankan tiga tahap virion bakteriofag-ekstraseluler. Phage Vegetatif dan Prophage. Partikel virus lengkap sebelum infeksi adalah virion ekstraseluler. Dua tahap lainnya bersifat intraseluler dan hanya dalam bentuk asam nukleat. Jika bebas memiliki replikasi otonom, itu adalah fag vegetatif. Itu bisa dimasukkan dengan DNA bakteri dan direplikasi bersamanya, lalu itu adalah profag. Fag yang memiliki kapasitas untuk menjadi profag disebut “fag Beriklim” dan fag yang tidak memiliki sifat ini disebut “fag Virulent”. Perkalian pada kedua jenis ini dapat dipelajari secara terpisah dalam siklus litik (untuk fag virulen) dan siklus lisogenik (untuk fag sedang).
1. Siklus litik:
Proses multiplikasi fag virulen disebut siklus litik karena sel bakteri inang dilisiskan pada akhirnya.
Proses ini dibagi menjadi tahapan berikut:
(a) Adsorpsi (Gbr. 6.57):
Ini adalah perlekatan partikel virus ke sel bakteri inang tertentu. Perlekatannya ada di situs reseptor spesifik yang ada di dinding sel inang. Fag T-genap (T 2 , T 4 dll., menempel dengan bantuan serat ekornya di lokasi reseptor inang.
(b) Penetrasi (Gbr. 6.57):
Fase selanjutnya adalah injeksi asam nukleat dari virion ke dalam sel inang. Dinding sel inang nukleopeptida dihidrolisis oleh lisozim yang ada di ujung ekor membuat lubang, di mana asam nukleat virus disuntikkan ke dalam sel inang melalui tabung ekor. Ini terjadi ketika serat ekor, setelah menempel, bengkok, membuat pelat dasar bersentuhan
dengan dinding sel bakteri.
Selubung ekor berkontraksi dan tabung pusat (jarum) didorong melalui lubang di dinding. Semua proses ini adalah proses aktif dan berlangsung atas biaya ATP. Mantel protein yang tersisa di luar, melekat pada dinding sel inang, disebut “Hantu”.
Gambar 6.56. Konversi keadaan lisogenik dari keadaan virulen pada bakteri yang terinfeksi fag.
(c) Tahap gerhana:
Tahap ini menunjukkan aktivitas DNA virus berikut di dalam sel inang,
(i) kekebalan terhadap infeksi lebih lanjut oleh fag dari jenis yang sama dengan produksi enzim spesifik yang disebut “penekan”
(ii) penekanan semua aktivitas seluler inang
(iii) sintesis enzim baru oleh DNA fag menggunakan kumpulan asam amino sel inang. Ini disebut Protein Awal
(iv) Enzim ini digunakan untuk menutup lubang di dinding sel, untuk merusak DNA inang
(v) molekul DNA segar kemudian mensintesis jenis protein baru yang disebut Protein Akhir yang diidentifikasi sebagai protein selubung virus dan lisozim virus.
Protein selubung membentuk monomer yang kemudian dirakit menjadi kapsid dan komponen virus lainnya.
(d) Pematangan:
Ini adalah perakitan berbagai komponen menjadi virion yang matang atau lengkap. Kepala dan ekor mula-mula dirakit secara terpisah dan kemudian keduanya dilekatkan untuk membentuk ratusan partikel fag baru.
Jangka waktu antara penyuntikan asam nukleat virus dan kemunculan pertama progeni fag baru adalah periode gerhana, yaitu sekitar 12 menit pada fag T2. Total waktu yang dibutuhkan dari masuknya asam nukleat hingga pecahnya dinding sel inang disebut periode laten. Ini adalah sekitar 18 menit untuk fag T 2 .
(e) Lisis dan pelepasan virion baru:
Dinding sel pecah pada akhir periode laten dan virion dibebaskan. Fenomena ini disebut lisis. Jumlah virion yang diproduksi per sel inang bersifat spesifik dan disebut sebagai ukuran ledakan. Umumnya adalah 200 – 300. Tahapan utama siklus litik ditunjukkan pada Gambar 6.57.
2. Siklus lisogenik:
Hal ini ditunjukkan oleh fag -X (lambda) yang juga menginfeksi bakteri E. coli. Secara struktural, ia memiliki kepala heksagonal yang berisi DNA sirkular beruntai ganda, dan ekor berongga berbentuk silinder.
Namun, ia tidak memiliki serat ekor. DNA yang disuntikkan dapat memilih siklus litik yang sudah dibahas atau dapat menjalani siklus lisogenik. DNA dalam hal ini menempel pada DNA bakteri, menjadi tidak aktif dan disebut profag atau provirus. Di sini fag tidak mengambil alih mesin inang, tetapi bereplikasi bersama inang. Dengan kata lain, DNA fag hanya akan bereplikasi ketika kromosom bakteri bereplikasi dan akan tetap di sana sebagai simbion daripada parasit. Bakteri yang terinfeksi disebut lisogenik yang berarti sel bakteri menyebabkan lisis. Protein represor yang diproduksi oleh profag membuat gen fag lainnya dalam tahap tertekan. Ketika bakteri lisogenik terpapar pada kondisi lingkungan yang berubah seperti sinar UV atau sinar-X atau bahan kimia aktif seperti mustard nitrogen atau peroksida organik, terjadi penghambatan protein represor yang mengakibatkan pembentukan gen litik. Profage sekarang berubah menjadi litik dan mengalami siklus litik. Karena E. coli yang membawa profag memiliki kapasitas untuk dilisiskan, ini disebut sebagai sel lisogenin. DNA fag aktif selama siklus litik disebut fag vege atau fag sedang. Seluruh proses terjadinya DNA fag sebagai profag dan sebagai fag sedang yang mengakibatkan lisis sel inang disebut lisogeni.