← Kõik materjalid
Bioloogia · gümnaasium

Viiruse paljunemine

Viirus ei ole rakk ega suuda ise paljuneda: tal ei ole ainevahetust ega ribosoome. Ainus viis järglasi saada on sundida seda tööd tegema võõral rakul. Vaata samm-sammult, kuidas bakteriofaag bakteri üle võtab, ja võrdle kahte teed, mille viiruse pärilikkusaine võib valida.

1. osaBakteriofaagi ehitus

Bakteriofaag ehk lühidalt faag on viirus, mis nakatab baktereid. Klõpsa joonisel mõnel osal või vali nimi allolevatest nuppudest.

2. osaLüütiline tsükkel

Lüütilises tsüklis võtab faag raku kohe üle: sunnib seda tootma viiruse osi, paneb neist kokku uued faagid ja lõhub lõpuks raku. Käivita tsükkel või liigu staadiumide kaupa edasi.

päris T4-faagil umbes 100–200 (ingl burst size)

nakatumisest raku lõhkemiseni (latentsusperiood)

3. osaLüsogeenne tsükkel: peidus ootamine

Kõik faagid ei lõhu rakku kohe. Mõõdukas faag võib oma pärilikkusaine bakteri kromosoomi sisse lülitada. Nii tekib profaag, mis paljuneb koos bakteriga edasi, ilma et rakk sellest surma saaks. Vaata, mis juhtub, ja katseta, mis toob profaagi peidust välja.

UV-kiirgus, kiirgus või mürgid kahjustavad bakteri DNA-d. See on profaagile märguanne, et peremeesrakk on hukkumas — ja aeg lahkuda.

4. osaMiks faagide arv kasvab hüpetena

Bakterid kasvavad ühtlaselt: iga rakk jaguneb kaheks. Faagid mitte — nad vabanevad korraga, kogu partii ühe raku lõhkemisel. Seepärast ei ole faagide kasvukõver sile joon, vaid trepp.

vabu faage latentsusperiood: väljas ei muutu midagi

Kasuta samu liugureid, mis 2. osas: tsükli kestus ja ühest rakust vabanevate faagide arv. Pane tähele, et telg on logaritmiline — iga jaotis tähendab 10 korda rohkem faage.

Kaks tsüklit kõrvuti

TunnusLüütiline tsükkelLüsogeenne tsükkel
Viiruse DNAjääb rakus vabaks ja juhib kohe tootmistlülitub bakteri kromosoomi (profaag)
Peremeesrakkhukkubjääb elama ja paljuneb
Uued faagidvalmivad kohe, kümneid kuni saduei valmi enne indutseerimist
Viiruse DNA pärandubei pärandu, rakk lõhutakseigasse tütarrakku
Kestusminutid kuni tunnidvõib kesta lugematuid põlvkondi
Üleminek—stress (UV, kiirgus, mürk) käivitab lüütilise tsükli

Mida tähele panna

Viirus laenab kogu tehase

Faag toob kaasa ainult juhendi — oma pärilikkusaine. Ribosoomid, ensüümid, aminohapped ja nukleotiidid tulevad kõik peremeesrakult. Just seepärast ei saa viirust nimetada rakuliseks organismiks ega tappa antibiootikumiga, mis rünnakab bakteri enda ehitust.

Kinnitumine on lukk ja võti

Sabakiud sobivad ainult kindla bakteriliigi pinnavalkudega. Seetõttu on faagid väga peremeesspetsiifilised: koolerafaag ei nakata soolekepikest. Sama põhimõte kehtib ka inimese viirustel — gripiviirus seondub hingamisteede rakkude retseptoritega.

Väljast ei paista midagi

Latentsusperioodi ajal ei leia söötmest ühtki vaba faagi: nad on kõik rakkude sees pooleli. Seda ajavahemikku nimetatakse eklipsiks. Alles lüüsi hetkel ilmub korraga terve partii. Just sellepärast kasvab faagide arv trepina, mitte ühtlaselt.

Profaag muudab bakterit

Peidus olev profaag ei ole alati kahjutu reisikaaslane. Mõned bakterid muutuvad just profaagi geenide tõttu ohtlikuks: difteeria ja koolera mürke kodeerivad faagi, mitte bakteri geenid. Ilma profaagita oleks bakter palju leebem.

Uurimisülesanded

  1. Käi 2. osa staadiumid ükshaaval läbi ja kirjuta iga staadiumi kohta üks lause: mis seal juhtub viiruse ja mis peremeesrakuga. Millises staadiumis ei ole rakus veel ühtki tervet faagi?
  2. Sea tsükli kestuseks 15 minutit ja seejärel 60 minutit. Kumb faag levib bakterikultuuris kiiremini? Selgita, miks lühem latentsusperiood on faagi jaoks kasulik.
  3. Hoia tsükli kestus muutumatuna ja võrdle 4. osas tulemust siis, kui ühest rakust vabaneb 10 faagi ja kui vabaneb 200 faagi. Mitu korda erineb faagide arv kolme tsükli järel? Kas kahekordne vahe algul jääb kahekordseks ka lõpus?
  4. Lase 3. osas bakteril mitu korda jaguneda. Mitu koopiat profaagist on nüüd olemas, kuigi ühtki uut faagiosakest ei ole valminud? Mida see ütleb viiruse leviku kohta ilma rakke tapmata?
  5. Kiirita 3. osas baktereid UV-ga. Miks on profaagi jaoks mõistlik just siis lüütilisse tsüklisse üle minna, kui peremeesraku DNA on kahjustatud?
  6. Antibiootikumid ei mõju viirustele. Selgita seda 1. ja 2. osa põhjal: mida antibiootikum ründab ja miks viirusel seda lihtsalt ei ole.