Ciclos De Vida De Bacteriófagos

Ciclos de Vida de Bacteriófagos

Veremos como o ciclo de vida e o genoma do bacteriófago são regulados. Possuem regulação mais complexa que óperons individuais porem são controlados por modos familiares de regulação gênica.

Ao infectar uma bactéria normal, o fago selvagem pode tomar dos caminhos: o ciclo lítico onde o fago pode se replicar, e eventualmente, lisar a célula; e o ciclo lisogênico, onde o genoma do fago pode se integrar ao cromossomo da bactéria como um profago inerte. No estado lítico a maioria dos 71 genes do fago são expressos, enquanto no estado lisogênico a maioria esta inativa.

A decisão de qual via se seguir depende dos recursos encontrados na bactéria hospedeira. Uma disponibilidade de recursos abundantes permite muitas copias do vírus e o ciclo lítico é preferido. Com recursos limitados a via lisogênica é preferencial - o vírus permanece como um profago até que as condições melhorem – e pode ser induzido por luz ultravioleta a entrar no ciclo lítico.

Os programas de expressão gênica são bem distintos entre os dois estados.

Quando as partículas do fago tipo selvagem eram colocadas em uma camada de bactérias sensíveis, apareciam placas onde as bactérias tinham sido infectadas e lisadas, mas essas placas são turvas, porque as bactérias que foram lisogenadas cresciam dentro delas. Os fagos mutantes que formam placas claras, por serem incapazes de lisogenizar as células, podem assim ser selecionados.

Os mutantes claros ( designados por c ) são análogos aos mutantes I e O do sistema lac.

Três classes de mutantes levaram a identificação de características reguladoras chaves: uma primeira classe, os mutantes para os genes cI, cII e cIII são incapazes de estabelecer lisogenia. Uma segunda classe não lisogenizam células, mas podem se replicar e entrar no ciclo lítico de uma célula lisogenizada. Uma terceira classe pode lisogenizar, mas é incapaz de lisar ( o gene mutante nesse caso é o cro ).

A decisão entre as vias lítica e lisogênica depende da atividade desses quatro genes ( cI, cII, cIII e cro ).

O gene cI codifica um repressor que reprime o crescimento lítico e promove a lisogenia. O gene cro reprime a lisogenia, permitindo o crescimento lítico. No ciclo lisogênico cI está ligado e cro desligado e no ciclo lítico cI está desligado e cro ligado.

O gene cII codifica uma proteína ativadora que promove a transcrição do promotor Pre, que ativa a transcrição do gene cI, que impedirá o crescimento lítico.

A decisão de lisar ou lisogenar a célula depende da atividade da proteína cII, que é instável e afetada pela disponibilidade de recursos na bactéria.

Em recursos abundantes cII é degradada e poucos repressores são produzidos e prevalece o ciclo lítico. Com recursos limitados cII é mais ativa, mais repressor é produzido e entra a via lisogênica.

A proteína cIII protege cII da degradação e logo contribui para a decisão lisogênica.