Algae

Alga bisa uniseluler, kolonial, atau multiseluler. Beberapa ganggang, seperti diatom, yang mikroskopis kecil. Ganggang lainnya, seperti rumput laut, sebagai besar sebagai pohon. Beberapa ganggang, fitoplankton, hanyut dalam air. Ganggang lainnya, ganggang epiphitic atau bentik, tumbuh melekat pada batu, dermaga, tanaman, dan benda-benda padat lainnya.Klasifikasi
Kelompok utama ganggang eukariotik adalah ganggang hijau, diatom, ganggang merah, ganggang coklat, dan dinoflagellata. Mereka diklasifikasikan sebagai protista. Kelompok lain, ganggang biru-hijau, adalah cyanobacteria. Beberapa pihak berwenang tidak mempertimbangkan ganggang biru-hijau menjadi ganggang benar karena mereka prokariota, tidak eukariota.
Alga hijau. Ganggang hijau adalah ganggang yang paling erat kaitannya dengan tanaman. Mereka memiliki pigmen yang sama (klorofil a dan b dan karotenoid), bahan kimia yang sama dalam dinding sel mereka (selulosa), dan produk penyimpanan yang sama (pati) sebagai tanaman. Ganggang hijau mungkin filamen uniseluler atau bentuk, jaring, lembaran, bola, atau struktur mosslike kompleks. Ada baik air tawar dan laut spesies. Beberapa spesies ganggang hijau hidup di salju, atau dalam asosiasi simbiosis sebagai lumut, atau dengan spons atau binatang air lainnya. Ganggang hijau dimakan termasuk Chlorella dan selada laut. Setidaknya ada tujuh belas ribu spesies ganggang hijau.
Diatom. Diatom sering dianggap sebagai yang paling indah dari ganggang. Diatom Masing-masing memiliki dinding sel yang terbuat dari kaca yang sangat halus terukir dengan pola spesies-spesifik dari titik dan garis. Pola pada dinding sel diatom yang begitu tepat sehingga mereka digunakan selama bertahun-tahun untuk menguji optik mikroskop baru. Diatom juga ganggang yang paling melimpah di laut terbuka dan bertanggung jawab untuk sekitar seperempat dari semua gas oksigen yang dihasilkan di bumi setiap tahun. Populasi diatom sering mekar di danau di musim semi, menyediakan makanan utama bagi zooplankton, membentuk dasar dari rantai makanan akuatik. Ada lebih dari seratus ribu spesies diatom.
Ganggang di kolam. Ganggang penting di air tawar maupun di laut dan beberapa ekosistem darat.Ganggang di kolam. Ganggang penting di air tawar maupun di laut dan beberapa ekosistem darat.
Red Algae. Ganggang merah hampir secara eksklusif kelautan dan termasuk spesies yang dapat dimakan dan ekonomis penting, termasuk nori dan bejana. Ganggang merah juga merupakan sumber karagenan dan agar-agar, yang digunakan sebagai pengental makanan dan stabilisator. Ganggang merah sebagian besar besar, rumput laut yang kompleks. Ada 4000-6000 spesies.
Brown Algae. Ganggang coklat hampir secara eksklusif laut dan termasuk rumput laut terbesar dan paling kompleks. Kelp, misalnya, mungkin lebih dari 60 meter (200 kaki) tinggi, dan hutan lebat bentuk bawah air di lepas pantai California. Lain ganggang coklat yang penting meliputi rockweeds dan Sargassum, yang Laut Sargasso bernama. Ada sekitar seribu lima ratus spesies alga coklat.
Dinoflagellata. Dinoflagellata adalah alga uniseluler dengan baju besi yang terbuat dari selulosa dan flagela yang menyebabkan mereka berputar saat mereka berenang. Dinoflagellata ditemukan di kedua ekosistem air tawar dan laut. Beberapa spesies dinoflagellata memancarkan cahaya biru menakutkan ketika terganggu, disebut bioluminescence. Dinoflagellata lainnya adalah beracun dan bertanggung jawab untuk pasang merah dan wabah keracunan kerang. Ada 2000-4000 spesies dinoflagellata.Hidup Siklus
Siklus hidup di antara ganggang tersebut sangat bervariasi. Bahkan, hampir semua jenis siklus hidup seseorang bisa membayangkan ditampilkan oleh beberapa anggota dari ganggang. Dalam siklus hidup aseksual, individu berkembang biak dengan membelah. Beberapa dinoflagellata mereproduksi terutama oleh divisi aseksual. Ada tiga jenis siklus kehidupan seksual, yang melibatkan beberapa tahap fusi gamet: meiosis gamet, meiosis zigotik, dan meiosis sporic.
Gamet Meiosis. Dalam siklus hidup meiosis gamet (yang digunakan oleh manusia), meiosis menghasilkan gamet, sehingga satu-satunya sel haploid dalam siklus hidup adalah gamet. Individu yang satu melihat terbuat dari sel-sel diploid. Diatom memiliki meiosis gamet.
Zigotik Meiosis. Dalam meiosis zigotik, zigot mengalami meiosis, sehingga sel-satunya yang diploid adalah zigot. Semua sel lain dalam organisme yang haploid. Banyak ganggang hijau, termasuk selada laut, memiliki meiosis zigotik.
Sporic Meiosis. Dalam meiosis sporic, ada baik individu haploid dan individu diploid dalam siklus hidup. Meiosis menghasilkan spora haploid, yang kemudian membelah untuk menghasilkan individu yang seluruhnya terbuat dari sel-sel haploid. Individu ini menghasilkan gamet oleh mitosis. Dua gamet bersatu dan membentuk zigot diploid. Zigot membagi untuk menghasilkan individu yang seluruhnya terbuat dari sel-sel diploid. Individu ini menghasilkan spora dengan meiosis untuk menyelesaikan siklus. Karena siklus hidup mencakup dua generasi individu, generasi haploid dan generasi diploid, hal itu disebut "pergantian generasi." Tanaman dan banyak ganggang hijau, merah, dan coklat memiliki meiosis sporic.
Di Jepang, Korea, dan China, produksi nori adalah industri miliar-dollara-tahun, tetapi karena dua generasi dalam tampilan siklus hidup nori sepenuhnya berbeda satu sama lain itu tidak sampai awal abad kedua puluh bahwa generasi kedua ditemukan . Penemuan ini secara radikal meningkatkan kemampuan manusia untuk tumbuh nori, dan ada sebuah taman memorial di Jepang didedikasikan untuk ilmuwan Inggris, Kathleen Drew Baker, yang menemukannya.

Ekonomi dan Ekologi

Ganggang merupakan dasar dari rantai makanan akuatik. Manusia juga makan berbagai jenis ganggang. The ganggang laut nori dan rumput laut telah dipanen di China selama lebih dari dua ribu tahun. Spirulina, ganggang biru-hijau yang kaya akan protein dan vitamin B, yang dipanen dari Danau Chad di Afrika. Fotosintesis yang dilakukan oleh ganggang sangat penting untuk biosfer karena mengurangi jumlah karbon dioksida dan meningkatkan jumlah oksigen di atmosfer.
Beberapa jenis alga dapat menyebabkan masalah lingkungan seperti pasang merah dan mencurigakan-mencicipi air. Masalah ini biasanya disebabkan oleh pelepasan berlebihan nutrisi dari peternakan, limbah, dan kegiatan manusia lainnya. Pecahnya Pfiesteria saraf-racun-memproduksi (dinoflagellata) di pantai Atlantik, misalnya, telah dikaitkan dengan laguna limbah meluap.

Bakteri

Apa itu Bakteri?

Anggota kerajaan Monera adalah organisme mikroskopis yang meliputi bakteri dan cyanobacteria. Kedua bakteri dan cyanobacteria adalah prokariota. Prokariota tidak memiliki nucleus, dan mereka tidak memiliki organel kecuali ribosom. Materi herediter ada sebagai sebuah loop tunggal DNA beruntai ganda di daerah nuklir, atau nucleoid. Anggota kalikan kerajaan oleh proses aseksual yang disebut pembelahan biner. Tidak ada bukti mitosis jelas dalam proses reproduksi.
Bakteri hidup di hampir semua lingkungan di bumi, termasuk tanah, air, dan udara. Mereka telah ada selama sekitar 3 miliar tahun, dan mereka telah berevolusi menjadi setiap relung ekologi dibayangkan pada, di atas, dan di bawah permukaan bumi.
Kebanyakan bakteri dapat dibagi menjadi tiga kelompok sesuai dengan bentuk mereka. Bakteri bola disebut sebagai cocci (tunggal adalah kokus), batang berbentuk bakteri basil (tunggal adalah bacillus), dan bakteri spiral spirochetes jika mereka kaku atau spirilla (tunggal adalah spirillum) jika mereka fleksibel.
Cocci mungkin terjadi dalam bentuk yang berbeda. Mereka cocci yang muncul sebagai sebuah cluster tidak teratur adalah staphylococci (tunggal adalah staphylococcus) dan merupakan penyebab infeksi "Staph". Cocci dalam rantai beadlike adalah streptokokus, dan bakteri di pasang adalah diplococci. Satu streptokokus adalah penyebab dari "radang tenggorokan," sementara yang lain adalah organisme berbahaya yang digunakan untuk membuat yoghurt. Sebuah spesies Diplococcus adalah agen pneumonia, sementara penyebab gonore kedua, dan ketiga adalah agen meningitis.

Karakteristik bakteri

Sebagian besar spesies bakteri heterotrofik adalah, yaitu, mereka memperoleh makanan mereka dari bahan organik. Jumlah terbesar dari bakteri saprobik, yang berarti bahwa mereka memakan bahan organik mati atau membusuk. Sebuah spesies bakteri sedikit yang parasit. Bakteri ini hidup dalam organisme tuan rumah dan menyebabkan penyakit.
Bakteri tertentu yang autotrophic, yaitu, mereka mensintesis makanan sendiri. Bakteri seperti itu sering terlibat dalam proses fotosintesis. Mereka menggunakan pigmen terlarut dalam sitoplasma mereka untuk reaksi fotosintesis. Dua kelompok bakteri fotosintetik adalah bakteri sulfur hijau dan bakteri ungu. Pigmen dalam bakteri menyerupai pigmen tanaman. Beberapa bakteri yang autotrophic chemosynthetic. Bakteri ini menggunakan reaksi kimia sebagai sumber energi dan mensintesis makanan sendiri dengan menggunakan energi ini.
Bakteri dapat hidup pada berbagai suhu. Bakteri yang hidup pada suhu yang sangat dingin psychrophilic, sedangkan spesies yang hidup pada suhu tubuh manusia dikatakan mesofilik. Bakteri yang hidup pada suhu yang sangat tinggi termofilik. Bakteri yang membutuhkan oksigen untuk metabolisme mereka disebut sebagai aerobik, sedangkan spesies yang berkembang dalam lingkungan bebas oksigen dikatakan anaerobik. Beberapa bakteri dapat hidup dengan atau tanpa udara, mereka digambarkan sebagai fakultatif. Kebanyakan spesies bakteri hidup dalam lingkungan pH netral (sekitar pH 7), tetapi beberapa bakteri dapat hidup dalam lingkungan asam (seperti dalam yogurt dan krim asam) dan lain-lain dapat hidup dalam lingkungan alkalin. Bakteri tertentu yang diketahui hidup di pH 2 ditemukan dalam perut manusia.

Kegiatan bakteri

Bakteri memainkan peran menguntungkan banyak di lingkungan. Sebagai contoh, beberapa spesies bakteri hidup di akar tanaman polong-bantalan (kacang-kacangan) dan "memperbaiki" nitrogen dari udara menjadi senyawa organik yang kemudian tersedia bagi tanaman. Tanaman menggunakan senyawa nitrogen untuk membuat asam amino dan protein, memberikan mereka kepada hewan yang mengkonsumsinya. Bakteri lain bertanggung jawab atas kerusakan yang terjadi di tempat pembuangan sampah dan puing-puing lain di lingkungan. Bakteri ini mendaur ulang unsur-unsur penting dalam bahan organik.
Dalam industri makanan, bakteri yang digunakan untuk menyiapkan banyak produk, seperti keju, produk susu fermentasi, asinan kubis, dan acar. Dalam industri lain, bakteri yang digunakan untuk memproduksi antibiotik, bahan kimia, pewarna, vitamin banyak dan enzim, dan sejumlah insektisida. Hari ini, mereka digunakan dalam rekayasa genetika untuk mensintesis produk farmasi tertentu yang tidak dapat diproduksi sebaliknya.
Dalam usus manusia, bakteri mensintesis beberapa vitamin tidak banyak diperoleh dalam makanan, khususnya vitamin K. Bakteri ini juga sering memecah makanan tertentu yang dinyatakan lolos pencernaan dalam tubuh.
Sayangnya, banyak bakteri bersifat patogen, yaitu, mereka menyebabkan penyakit pada manusia. Penyakit seperti tuberkulosis, gonore, sifilis, demam berdarah, keracunan makanan, penyakit Lyme, wabah, tetanus, demam tipus, dan sebagian besar pneumonia karena bakteri. Dalam banyak kasus, bakteri menghasilkan racun kuat yang mengganggu fungsi tubuh normal dan membawa penyakit. The botulisme (keracunan makanan) dan racun tetanus adalah contoh. Dalam kasus lain, bakteri tumbuh secara agresif dalam jaringan (misalnya, tuberkulosis dan demam tifoid), menghancurkan mereka dan dengan demikian menyebabkan penyakit.

Bakteri lain

Ada beberapa bentuk yang sangat kecil bakteri yang hanya dapat dilihat dengan mikroskop elektron. Rickettsiae adalah satu kelompok. Organisme ini ultramicroscopic biasanya ditularkan oleh arthropoda seperti kutu, kutu, dan kutu. Mereka menyebabkan penyakit manusia antara lain demam Rocky Mountain spotted dan tifus.
Tipe lain dari bakteri ultramicroscopic adalah klamidia tersebut. Seperti rickettsiae tersebut, klamidia dapat dilihat hanya dengan mikroskop elektron. Pada manusia, Klamidia menyebabkan beberapa penyakit, termasuk infeksi mata yang disebut trachoma dan penyakit menular seksual yang disebut klamidia.
Mungkin bentuk terkecil dari bakteri adalah mycoplasmas. Mycoplasmas terjadi dalam berbagai bentuk dan tidak memiliki dinding sel. Ini karakteristik yang terakhir membedakan mereka dari bakteri lain (di mana dinding sel yang menonjol). Mycoplasmas dapat menyebabkan jenis pneumonia.
Tipe lain dari bakteri adalah archaebacteria. Archaebacteria adalah spesies kuno bakteri diidentifikasi dalam beberapa tahun terakhir. Mereka dipisahkan dari bakteri lain atas dasar struktur ribosom dan pola metabolik. Archaebacteria adalah spesies anaerobik yang menggunakan produksi metana sebagai langkah kunci dalam metabolisme energi mereka. Mereka ditemukan di rawa-rawa dan rawa. Beberapa ilmuwan percaya ada dua subdivisi utama bakteri: Archaebacteria yang lain dan semua, yang mereka menunjuk Eubacteria.

Struktur, Fungsi dan Kegunaan Virus

Virus adalah parasit kecil yang tidak dapat mereproduksi dengan sendirinya. Setelah menginfeksi sel rentan, bagaimanapun, virus dapat mengarahkan mesin sel untuk menghasilkan lebih banyak virus. Kebanyakan virus telah baik RNA atau DNA sebagai materi genetik mereka. Asam nukleat dapat tunggal atau double-stranded. Partikel virus Seluruh menular, yang disebut virion, terdiri dari asam nukleat dan protein kulit terluar. Virus sederhana mengandung RNA atau DNA hanya cukup untuk mengkodekan empat protein. Yang paling kompleks dapat mengkodekan 100 - 200 protein.
Virus tanaman terinspirasi beberapa eksperimen pertama dalam biologi molekuler. Pada tahun 1935, Wendell Stanley dimurnikan dan sebagian mengkristal virus mosaik tembakau (TMV), virus tanaman lainnya yang mengkristal segera sesudahnya. Protein murni telah mengkristal hanya dalam waktu singkat sebelum pekerjaan Stanley, dan itu dianggap sangat mengejutkan pada waktu itu bahwa organisme replikasi dapat mengkristal.
Sebuah kekayaan penelitian berikutnya dengan virus bakteri dan virus hewan telah memberikan pemahaman rinci struktur virus, dan sel yang terinfeksi virus telah terbukti sangat berguna sebagai sistem model untuk studi aspek dasar biologi sel. Dalam banyak kasus, virus DNA menggunakan enzim selular untuk sintesis DNA genom mereka dan mRNA, semua virus menggunakan ribosom sel normal, tRNA, dan faktor terjemahan untuk sintesis protein mereka. Kebanyakan virus comman-rusa mesin seluler untuk sintesis makromolekul selama fase akhir infeksi, mengarahkannya untuk mensintesis jumlah besar dari sejumlah kecil mRNA virus dan protein bukan ribuan makromolekul seluler normal. Misalnya, hewan sel yang terinfeksi oleh influenza atau virus stomatitis vesikuler mensintesis hanya satu atau dua jenis glikoprotein, yang dikodekan oleh gen virus, sedangkan sel yang tidak terinfeksi menghasilkan ratusan glikoprotein. Seperti sel yang terinfeksi virus telah digunakan secara ekstensif dalam penelitian pada sintesis sel-permukaan glikoprotein. Demikian pula, banyak informasi tentang mekanisme replikasi DNA telah datang dari studi dengan sel bakteri dan sel-sel hewan yang terinfeksi dengan virus DNA sederhana, karena virus ini hampir seluruhnya bergantung pada protein seluler untuk mereplikasi DNA mereka. Virus juga sering mengekspresikan protein yang memodifikasi host-sel proses sehingga memaksimalkan replikasi virus. Misalnya, peran faktor seluler tertentu dalam inisiasi sintesis protein yang terungkap karena protein virus mengganggu aksi mereka. Akhirnya, ketika gen tertentu yang dibawa oleh virus penyebab kanker mengintegrasikan ke dalam kromosom dari sel hewan normal, sel normal dapat diubah menjadi sel kanker.
Karena banyak virus dapat menginfeksi sejumlah besar jenis sel yang berbeda, virus hasil rekayasa genetika sering digunakan untuk membawa DNA asing ke dalam sel. Pendekatan ini memberikan dasar untuk daftar tumbuh perawatan terapi gen eksperimental. Karena penggunaan yang luas dari virus dalam penelitian biologi sel dan potensi mereka sebagai agen terapeutik, kami menjelaskan aspek-aspek dasar struktur virus dan fungsi dalam bagian ini.

Capsids Viral Apakah Array Reguler Satu atau Beberapa Jenis Protein

Asam nukleat dari virion disertakan dalam mantel protein, atau kapsid, terdiri dari beberapa salinan dari satu protein atau protein yang berbeda, yang masing-masing dikode oleh gen virus tunggal. Karena struktur ini, virus dapat menyandikan semua informasi untuk membuat kapsid relatif besar dalam sejumlah kecil gen. Ini efisiensi penggunaan informasi genetik adalah penting, karena hanya jumlah terbatas RNA atau DNA, dan karena itu sejumlah gen, dapat masuk ke dalam kapsid virion. Sebuah kapsid ditambah asam nukleat tertutup disebut nukleokapsid sebuah.
Alam telah menemukan dua cara dasar mengatur subunit protein kapsid dan beberapa genom virus ke dalam sebuah nukleokapsid. Struktur sederhana adalah heliks protein dengan RNA atau DNA dilindungi dalam. Mosaik tembakau virus (TMV) adalah contoh klasik dari nukleokapsid heliks. Di TMV subunit protein membentuk struktur disklike rusak, seperti mesin cuci kunci, yang membentuk cangkang heliks dari virus rodlike lama ketika ditumpuk bersama-sama (Gambar 6-11a).Gambar 6-11. Dua bentuk geometris dasar virus.Gambar 6-11
Dua bentuk geometris dasar virus. (A) Dalam beberapa virus, subunit protein membentuk heliks sekitar sebuah array atau RNA molekul DNA (merah), yang berjalan dalam alur heliks dalam melampirkan (more. ..)
Kelas struktural lainnya utama virus, yang disebut virus icosahedral atau kuasi-bulat, didasarkan pada Icosahedron, sebuah benda padat yang dibangun dari 20 wajah identik, yang masing-masing merupakan segitiga sama sisi. Dalam jenis yang paling sederhana dari virion icosahedral masing-masing dari 20 wajah segitiga dibangun dari tiga subunit protein identik kapsid, membuat total 60 subunit per kapsid. Pada masing-masing dari 12 simpul, lima subunit melakukan kontak simetris (Gambar 6-11b). Jadi semua subunit protein berada dalam kontak setara dengan satu sama lain. Tembakau virus nekrosis satelit memiliki suatu struktur icosahedral sederhana. Namun, kebanyakan kuasi-bola virus lebih besar, membutuhkan perakitan lebih dari tiga subunit per wajah Icosahedron. Protein ini membentuk cangkang yang subunit dalam kuasi-setara kontak. Di sini, protein pada simpul icosahedral tetap diatur dalam simetri lima kali lipat, namun subunit tambahan menutupi permukaan antara dalam pola simetri enam kali lipat (Gambar 6-11c).
Struktur atom dari sejumlah virus icosahedral telah ditentukan oleh x-ray kristalografi (Gambar 6-12a). Tiga pertama virus tersebut untuk dianalisis - tomat stunt virus lebat, virus polio, dan rhinovirus (virus flu biasa) - menunjukkan desain sangat mirip, dari segi aturan simetri icosahedral serta dalam rincian protein permukaannya. Dalam setiap virus, pada resolusi atom, celah ("lembah") diamati mengelilingi masing-masing simpul dari struktur icosahedral. Interaksi ini celah dengan permukaan sel reseptor menempel virus ke sel inang, langkah pertama dalam infeksi virus (Gambar 6-12b). Antibodi spesifik untuk virus tertentu juga berinteraksi dengan celah, lampiran sehingga menghambat virus ke sel inang.Gambar 6-12. Struktur picornavirus.Gambar 6-12
Struktur picornavirus. Virus ini termasuk virus polio icosahedral dan rhinoviruses, yang menyebabkan flu biasa. (A) kapsid picornavirus terdiri dari empat protein (VP1, (more. ..)
Dalam beberapa virus, yang diatur simetris nukleokapsid ditutupi oleh membran eksternal, atau amplop, yang sebagian besar terdiri dari bilayer fosfolipid tetapi juga mengandung satu atau dua jenis glikoprotein virus-encoded (Gambar 6-13). Fosfolipid dalam amplop virus yang sama dengan yang di membran plasma sel inang terinfeksi. Amplop virus ini, pada kenyataannya, yang diperoleh dari tunas membran itu, tapi mengandung glikoprotein terutama virus.Gambar 6-13. Mikrograf elektron dari virion influenza virus negatif bernoda.Gambar 6-13
Mikrograf elektron dari virion influenza virus negatif bernoda. Virion dikelilingi oleh bilayer fosfolipid, paku besar menonjol keluar dari membran terdiri (more. ..)
Komponen virus sederhana seperti TMV, yang terdiri dari sebuah molekul RNA tunggal dan satu spesies protein, menjalani self-assembly jika mereka dicampur dalam larutan. Virus yang lebih kompleks yang mengandung selusin atau lebih spesies protein tidak spontan berkumpul di vitro. Komponen beberapa virus seperti merakit dalam sel yang terinfeksi secara bertahap, pertama menjadi partikel subviral dan kemudian ke virion selesai. Genom virus kompleks menyandi protein yang membantu dalam perakitan virion, tetapi protein perakitan bukan merupakan komponen dari virion selesai.Pergi ke:Rentang host yang paling Viral Apakah Persempit
Fakta bahwa kisaran inang - kelompok jenis sel bahwa virus dapat menginfeksi - umumnya dibatasi berfungsi sebagai dasar untuk mengklasifikasikan virus. Sebuah virus yang menginfeksi bakteri hanya disebut bakteriofag, atau hanya sebuah fag. Virus yang menginfeksi hewan atau sel tumbuhan disebut secara umum sebagai virus hewan atau virus tanaman. Sebuah beberapa virus dapat tumbuh di kedua tanaman dan serangga yang memberi makan pada mereka. Serangga sangat mobile berfungsi sebagai vektor untuk mentransfer virus tersebut antara host tanaman rentan. Contohnya adalah kentang kerdil virus kuning, yang dapat tumbuh di wereng (serangga yang memakan daun tanaman kentang) serta pada tanaman kentang. Rentang inang yang luas merupakan karakteristik dari beberapa virus hewan ketat, seperti virus stomatitis vesikuler, yang tumbuh pada serangga dan berbagai jenis sel mamalia. Virus binatang yang paling, bagaimanapun, tidak melewati filum, dan beberapa (misalnya, virus polio) menginfeksi spesies hanya erat terkait seperti primata. The kisaran inang-sel dari beberapa virus hewan juga dibatasi ke sejumlah jenis sel karena hanya sel ini memiliki reseptor permukaan yang tepat dimana virion dapat melampirkan.Pergi ke:Virus Bisa Kloning dan Dihitung di Assays Plaque
Jumlah partikel virus menular dalam sampel dapat diukur dengan alat tes plak. Uji ini dilakukan dengan mengkultur sampel encer partikel virus di piring ditutupi dengan sel inang dan kemudian menghitung jumlah lesi lokal, disebut plak, yang berkembang (Gambar 6-14). Sebuah plakat berkembang di piring dimanapun virion tunggal awalnya menginfeksi satu sel. Virus bereplikasi dalam sel inang awal dan kemudian lisis sel, melepaskan virion progeni banyak yang menginfeksi sel-sel tetangga di piring. Setelah siklus seperti beberapa infeksi, sel-sel cukup banyak segaris untuk menghasilkan plak yang terlihat dalam lapisan sel yang tidak terinfeksi tersisa.Gambar 6-14. Plak assay untuk menentukan jumlah partikel menular dalam suspensi virus.Gambar 6-14
Plak assay untuk menentukan jumlah partikel menular dalam suspensi virus. (A) Setiap lesi, atau plak, yang berkembang di mana virion tunggal awalnya terinfeksi satu sel, merupakan (more. ..)
Karena semua virion progeni dalam plak yang berasal dari virus orangtua tunggal, mereka merupakan klon virus. Jenis uji plak sedang digunakan standar untuk virus bakteri dan hewan. Virus tanaman dapat diuji sama dengan menghitung lesi lokal pada tanaman daun diinokulasi dengan virus. Analisis mutan virus, yang umumnya terisolasi oleh tes plak, telah memberikan kontribusi secara luas untuk pemahaman saat proses seluler molekuler. Uji plak juga sangat penting dalam mengisolasi klon bakteriofag λ membawa segmen DNA selular, seperti dibahas dalam Bab 7.Pergi ke:Siklus Pertumbuhan Viral Apakah Tergolong Lytic atau lisogenik
Permukaan virus meliputi banyak salinan dari satu jenis protein yang mengikat, atau adsorbsi, khusus untuk beberapa salinan dari protein reseptor pada sel inang. Interaksi ini menentukan kisaran inang virus dan memulai proses infeksi (Gambar 6-15). Kemudian, di salah satu berbagai cara, DNA virus atau RNA melintasi membran plasma ke dalam sitoplasma. Materi genetik memasuki masih bisa disertai dengan protein virus dalam, meskipun dalam kasus bakteriofag banyak, semua protein kapsid tetap berada di luar sel yang terinfeksi. Genom yang paling DNA yang mengandung virus yang menginfeksi sel-sel eukariotik diangkut (dengan beberapa protein yang terkait) ke dalam inti sel, di mana DNA selular, tentu saja, juga ditemukan. Setelah masuk sel, DNA virus berinteraksi dengan mesin host untuk menyalin DNA ke mRNA. MRNA virus yang dihasilkan kemudian diterjemahkan menjadi protein virus dengan host-sel ribosom, tRNA, dan faktor penerjemahan.Gambar 6-15. Mikrograf elektron dari bakteriofag T4 teradsorbsi ke sel E. coli.Gambar 6-15
Mikrograf elektron dari bakteriofag T4 teradsorbsi ke sel E. coli. Setelah protein permukaan virus berinteraksi dengan reseptor pada sel inang, DNA virus disuntikkan ke dalam sel. [Dari (more. ..)
Produk protein virus lainnya jatuh ke salah satu dari tiga kategori: enzim khusus yang diperlukan untuk replikasi virus, faktor penghambat yang menghentikan host-sel DNA, RNA, dan sintesis protein, dan protein struktural yang digunakan dalam pembangunan virion baru. Protein ini terakhir umumnya dibuat dalam jumlah jauh lebih besar daripada dua jenis lainnya. Setelah sintesis ratusan hingga ribuan virion baru telah selesai, sel-sel bakteri yang paling terinfeksi dan beberapa tanaman yang terinfeksi dan hewan pecah sel, atau melisiskan, melepaskan semua virion sekaligus. Dalam banyak tanaman dan infeksi virus hewan, bagaimanapun, tidak ada acara litik diskrit terjadi, melainkan sel inang mati melepaskan virion karena secara bertahap hancur.
Peristiwa ini - adsorpsi, penetrasi, replikasi, dan pelepasan - menggambarkan siklus litik replikasi virus. Hasilnya adalah produksi dari sebuah babak baru partikel virus dan kematian sel. Gambar 6-16 mengilustrasikan siklus litik bakteriofag T4 untuk. Adsorpsi dan pelepasan virus hewan menyelimuti adalah proses yang agak lebih rumit. Dalam hal ini, virion "tunas" dari sel inang, sehingga memperoleh fosfolipid luarnya amplop, yang berisi sebagian besar glikoprotein virus.Gambar 6-16. Langkah-langkah dalam siklus replikasi litik dari virus yang tidak memiliki amplop diilustrasikan untuk bakteriofag T4 E. coli, yang memiliki genom DNA beruntai ganda.Gambar 6-16
Langkah-langkah dalam siklus replikasi litik dari virus yang tidak memiliki amplop diilustrasikan untuk bakteriofag T4 E. coli, yang memiliki genom DNA beruntai ganda. Selama adsorpsi (langkah 1), mantel virus (more. ..)
Kami menggambarkan siklus litik virus terbungkus dengan virus rabies, yang nukleokapsid terdiri dari genom RNA beruntai tunggal dikelilingi oleh beberapa salinan protein nukleokapsid (Gambar 6-17, kiri atas). Dalam nukleokapsid virion rabies merupakan enzim virus untuk sintesis mRNA virus dan mereplikasi genom virus. Amplop sekitar nukleokapsid adalah bilayer fosfolipid yang mengandung beberapa salinan dari glikoprotein transmembran virus. Ini reseptor mengikat, atau "lampiran," memiliki protein domain dilipat besar eksternal di luar amplop virus, α-heliks transmembran domain yang mencakup amplop virus, dan domain internal singkat. The domain internal berinteraksi dengan protein matriks virus, yang berfungsi sebagai jembatan antara glikoprotein transmembran dan protein nukleokapsid. Gambar garis 6-17 peristiwa yang terlibat dalam adsorpsi dari virion rabies, perakitan nukleokapsid progeni, dan pelepasan virion progeni dengan tunas dari membran plasma sel inang. Virion Budding jelas terlihat dalam mikrograf elektron, seperti yang diilustrasikan oleh Gambar 6-18.Gambar 6-17. Langkah-langkah dalam siklus replikasi litik dari virus menyelimuti diilustrasikan untuk virus rabies, yang memiliki genom RNA beruntai tunggal.Gambar 6-17
Langkah-langkah dalam siklus replikasi litik dari virus menyelimuti diilustrasikan untuk virus rabies, yang memiliki genom RNA beruntai tunggal. Komponen struktural virus ini digambarkan (more. ..)Gambar 6-18. Transmisi mikrograf elektron dari virus campak tunas dari permukaan sel yang terinfeksi.Gambar 6-18
Transmisi mikrograf elektron dari virus campak tunas dari permukaan sel yang terinfeksi. [Dari A. Levine, 1991, Virus, Scientific American Library, p. 22.]
Dalam beberapa kasus, setelah molekul DNA bakteriofag memasuki sel bakteri, menjadi terintegrasi ke dalam kromosom inang-sel, di mana ia tetap diam dan direplikasi sebagai bagian dari DNA sel dari satu generasi ke generasi berikutnya. Asosiasi ini disebut lysogeny, dan DNA fag terintegrasi disebut sebagai profag (Gambar 6-19). Dalam kondisi tertentu, DNA profag diaktifkan, yang mengarah ke eksisi nya dari kromosom inang-sel dan masuk ke dalam siklus litik. Virus bakteri jenis ini disebut fag beriklim sedang. Genom dari sejumlah virus hewan juga dapat berintegrasi ke dalam genom sel inang. Mungkin yang paling penting adalah retrovirus, dijelaskan secara singkat dalam bab ini.Gambar 6-19. λ bakteriofag mengalami baik replikasi litik atau lysogeny setelah infeksi E. coli.Gambar 6-19
λ bakteriofag mengalami baik replikasi litik atau lysogeny setelah infeksi E. coli. The DNA beruntai ganda linear diubah menjadi bentuk melingkar segera setelah infeksi. (Selengkapnya. ..)
Sebuah fag sedikit dan virus hewan dapat menginfeksi sel dan menyebabkan produksi virion baru tanpa membunuh sel atau menjadi terintegrasi.Pergi ke:Empat Jenis Virus Bakteri Apakah luas Digunakan dalam Penelitian Biokimia dan Genetik
Virus bakteri telah memainkan peran penting dalam pengembangan biologi sel molekuler. Ribuan bakteriofag yang berbeda telah terisolasi, banyak di antaranya sangat cocok untuk studi peristiwa biokimia atau genetik tertentu. Di sini, kami menjelaskan secara singkat empat jenis bakteriofag, yang semuanya menginfeksi E. coli, yang telah sangat berguna dalam penelitian biologi molekuler.DNA fag dari Seri T
Para fag T E. coli adalah fag litik besar yang mengandung satu molekul DNA beruntai ganda. Molekul ini adalah sekitar 2 × 105 pasangan basa panjang dalam virus T2, T4, dan T6 dan sekitar 4 × 104 pasangan basa panjang di T1, T3,, T5 dan virus T7. T-fag virion terdiri dari "ekor" protein heliks dilampirkan ke "kepala" icosahedral diisi dengan DNA virus. Setelah ujung ekor T-fag adsorbsi pada reseptor pada permukaan sel E. coli, DNA di kepala memasuki sel melalui ekor (lihat Gambar 6-16). DNA fag kemudian mengarahkan program kegiatan yang menghasilkan sekitar 100 partikel fag baru di sekitar 20 menit, di mana waktu lisis sel yang terinfeksi dan melepaskan fag baru. Penemuan awal peran RNA dalam sintesis protein didasarkan pada penelitian sel E. coli terinfeksi bakteriofag T2. Pada 20 menit setelah infeksi, sel yang terinfeksi mensintesis protein T2 saja. Temuan bahwa RNA disintesis pada saat ini memiliki komposisi dasar yang sama seperti T2 DNA (DNA E. coli tidak) tersirat bahwa mRNA salinan T2 DNA yang disintesis dan digunakan untuk mengarahkan ribosom sel untuk mensintesis protein T2.Beriklim Fag
Bakteriofag λ, yang menginfeksi E. coli, melambangkan fag beriklim. Fag ini memiliki salah satu genom yang paling banyak dipelajari dan digunakan secara luas dalam DNA kloning (Bab 7). Memasuki sel E. coli, DNA beruntai ganda λ mengasumsikan bentuk melingkar, yang bisa memasukan siklus litik (seperti T fag lakukan) atau siklus lisogenik (lihat Gambar 6-19). Dalam kasus terakhir, protein disajikan dari DNA virus mengikat urutan tertentu pada DNA virus melingkar ke urutan tertentu serupa pada DNA bakteri melingkar. Para protein virus kemudian istirahat kedua molekul DNA melingkar dan sambungkan ujung-ujungnya patah, sehingga DNA virus menjadi dimasukkan ke dalam DNA inang. Tindakan hati-hati dikendalikan dari gen virus mempertahankan DNA λ sebagai bagian dari kromosom inang dengan merepresi fungsi litik dari fag. Di bawah stimulasi yang tepat, profag λ diaktifkan dan mengalami replikasi litik.Kecil DNA Fag
Genom dari beberapa bakteriofag encode hanya 10 - 12 protein, sekitar 5 - 10 persen dari jumlah dikodekan oleh fag T. Ini fag DNA kecil ditandai oleh ΦΧ174 dan M13 filamen fag. Ini adalah organisme pertama di mana urutan DNA seluruh genom ditentukan, memungkinkan pemahaman yang luas dari siklus hidup virus. Virus dalam kelompok ini adalah sangat sederhana bahwa mereka tidak menyandikan sebagian besar protein yang dibutuhkan untuk replikasi DNA mereka, tetapi bergantung pada protein selular untuk tujuan ini. Untuk alasan ini, mereka telah sangat berguna dalam mengidentifikasi dan menganalisis protein seluler yang terlibat dalam replikasi DNA (Bab 12).RNA Fag
Beberapa bakteriofag E. coli mengandung genom terdiri dari RNA, bukan DNA. Karena mereka mudah tumbuh dalam jumlah besar dan karena mereka RNA genom juga berfungsi sebagai mRNA mereka, fag merupakan sumber siap spesies murni mRNA. Dalam salah satu demonstrasi awal bahwa sel-bebas sintesis protein dapat dimediasi oleh mRNA, RNA dari fag ditunjukkan untuk mengarahkan sintesis protein mantel virus ketika ditambahkan ke ekstrak sel E. coli yang mengandung semua komponen lain yang diperlukan untuk protein sintesis. Juga, molekul mRNA panjang pertama yang akan diurutkan adalah genom dari fag RNA. Virus ini, di antara terkecil, encode hanya empat protein: RNA polimerase untuk replikasi RNA virus, dua protein kapsid, dan enzim yang melarutkan dinding sel bakteri dan memungkinkan pelepasan partikel virus intraseluler ke dalam media.Pergi ke:Virus Animal Apakah Berdasarkan Jenis Genome dan Pathway mRNA Sintesis
Virus hewan datang dalam berbagai bentuk, ukuran, dan strategi genetik. Dalam buku ini, kita prihatin dengan virus yang menunjukkan setidaknya satu dari dua fitur: mereka memanfaatkan jalur selular yang penting untuk membentuk molekul mereka, sehingga erat meniru fungsi sel normal, atau mereka dapat mengintegrasikan genom mereka menjadi orang-orang dari sel normal.
Nama med.jpgThe Gambar banyak virus didasarkan pada nama-nama penyakit yang ditimbulkannya atau dari hewan atau tumbuhan yang mereka menginfeksi. Contoh umum termasuk virus polio, yang menyebabkan polio, virus mosaik tembakau, yang menyebabkan penyakit bintik daun tembakau, dan human immunodeficiency virus (HIV), yang menyebabkan acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Namun, berbagai macam virus sering menghasilkan gejala yang sama atau negara penyakit yang sama jelas, misalnya, virus beberapa lusin yang berbeda dapat menyebabkan mata merah, hidung meler, bersin dan disebut sebagai flu biasa. Jelas, setiap upaya untuk mengklasifikasikan virus berdasarkan gejala yang mereka hasilkan atau host mereka mengaburkan perbedaan penting dalam struktur dan siklus hidup.
Apa yang penting bagi siklus hidup virus adalah jenis asam nukleat yang terbentuk selama replikasi dan jalur dimana mRNA diproduksi. Hubungan antara mRNA virus dan asam nukleat dari partikel menular adalah dasar dari cara sederhana mengklasifikasikan virus. Dalam sistem ini, suatu mRNA virus ditunjuk sebagai untai plus dan urutan komplementer, yang tidak dapat berfungsi sebagai mRNA, adalah untai minus. Sebuah untai DNA komplementer dengan mRNA virus juga merupakan untai minus. Produksi seuntai ditambah mRNA mensyaratkan bahwa untai minus RNA atau DNA dapat digunakan sebagai template. Dengan sistem ini, enam kelas virus hewan diakui. Bakteriofag dan virus tanaman juga dapat diklasifikasikan dengan cara ini, namun sistem telah digunakan paling banyak pada hewan virologi karena wakil-wakil dari semua enam kelas telah diidentifikasi.
Komposisi dari genom virus dan hubungannya dengan mRNA virus diilustrasikan pada Gambar 6-20 untuk masing-masing dari enam kelas virus. Tabel 6-3 meringkas sifat penting dari virus hewan umum di setiap kelas dan daerah penelitian di mana mereka telah banyak digunakan.