Lysogeny refere-se a um processo pelo qual um vírus que infecta especificamente uma bactéria, um bacteriófago (que significa “devorador de bactérias”), consegue a fabricação de cópias de seu material genético de ácido desoxirribonucleico (DNA ) integrando o DNA viral no DNA da bactéria hospedeira . O DNA viral inserido é então replicado juntamente com o DNA hospedeiro.
A natureza da lisogenia permaneceu sem solução por muitos anos após a descoberta do bacteriófago por Felix d’Hérelle em 1915. O súbito aparecimento do vírus em culturas de bactérias foi inicialmente pensado como sendo o resultado de contaminação viral . A aceitação da lisogenia como um fenômeno real veio quase 40 anos depois.
Na lisogenia não são feitas novas partículas de vírus. Em vez disso, o vírus permanece essencialmente adormecido, enquanto assegura que o seu material genético continua a ser feito. Uma tensão à bactéria, como a exposição da bactéria à luz ultravioleta, faz com que o DNA viral se separe do DNA da bactéria. Então, novas partículas de vírus se formarão no que é conhecido como ciclo lítico. Os dois processos de lisogênese e lise estão sob um sistema de controle explicado inicialmente pelo biólogo francês André Lwoff no início dos anos 50.
Lisogênese é benéfica ao vírus, permitindo que o material genético persista na ausência da fabricação de um vírus. A lisogênese também pode ser benéfica para a bactéria hospedeira. O benefício primário para a bactéria ocorre quando o DNA viral integrado contém um gene que codifica uma toxina. A posse da toxina pode ser vantajosa para as bactérias que estabelecem uma infecção como parte da sua estratégia de replicação. Por exemplo, toxinas codificadas por genes bacteriófagos são a principal causa dos sintomas associados às doenças bacterianas do tétano, difteria e cólera.
O processo de lisogenia tem sido estudado mais intensamente em uma bactéria que é designada como lambda. Na bacteriófaga lambda, o estabelecimento da lisogenia depende da presença de três proteínas virais. Estas são designadas por cI (“c-one”), cII, e cIII. A proteína cI é fabricada primeiro, usando moléculas hospedeiras que interpretam a informação da proteína contida no DNA viral, após a entrada do DNA viral na bactéria hospedeira. Neste ponto o DNA viral não está integrado no genoma hospedeiro, mas existe como um círculo independente. A CI é uma proteína chamada repressora que opera para ocupar sequências no genoma viral que de outra forma seriam usadas para fazer as várias proteínas virais necessárias para montar as novas partículas virais. Ao ocupar estes locais, cI impede que as proteínas virais sejam produzidas.
Mais ou menos ao mesmo tempo, o DNA viral torna-se integrado no DNA hospedeiro e as proteínas cII e cIII são fabricadas. Estas últimas proteínas auxiliam a cI na tarefa de bloquear a síntese dos componentes virais. Assim, cI, cII, e cIII funcionam para manter o estado lisogênico. As proteínas cII funcionam para tornar mais eficiente a fabricação de cI pela máquina de transcrição do hospedeiro. A proteína cIII ajuda a proteger a proteína cII de ser degradada pelas enzimas do hospedeiro .
Até estabelecida a lisogenia, a fabricação contínua da proteína cI manterá o estado integrado do DNA viral.
A proteína cI mantém sua própria transcrição. A ligação da proteína cI a uma determinada extensão de DNA promove o reconhecimento e uso do gene para a proteína cI para fabricar a proteína cI. Isto é conhecido como controle positivo. Além disso, a proteína exerce controle anegativo de outra proteína (chamada de “cro”). No controle negativo, a ligação do cI a uma região do DNA impede que o gene do cro seja reconhecido e usado para fabricar a proteína cro.
A “decisão” de manter a lisogenia ou iniciar o ciclo em que novas partículas de vírus são feitas e a bactéria libera explosivamente as novas partículas é essencialmente uma competição entre a proteína cI e as proteínas cro. Esta competição centra-se na ligação das proteínas a um trecho de DNA chamado operador OR. Este trecho de DNA tem três locais que as proteínas podem ocupar. Dependendo de quais locais são ocupados por quais proteínas, a fabricação tanto da cI quanto das proteínas cro é promovida. Se for feito mais cI, a lisogenia continua. Se for feito o cro, o processo de montagem viral (isto é, o ciclo lítico) começa. O ciclo lítico pode ser desencadeado por eventos que danificam a bactéria hospedeira, incluindo a exposição a factores de stress ambiental (por exemplo, exposição à radiação ultravioleta).
Veja também Bacteriófago e tipagem bacteriófaga; Operon; Genética viral; Replicação viral