Fago T4

Xenoma e estrutura

O xenoma de ADN bicatenario do fago T4 ten unhas 169 kbp de lonxitude^[1] e codifica 289 proteínas. O xenoma de T4 ten redundancias terminais e replícase primeiro como unha unidade, despois varias unidades xenómicas recombínanse para formar un concatámero. Cando se empaqueta, o concatémero é cortado en posicións específicas orixinando cachos de igual lonxitude, que constitúen varios xenomas que representan permutacións circulares do orixinal.^[2] O xenoma de T4 contén secuencias intrónicas de tipo eucariota.

Tradución

A secuencia Shine-Dalgarno GAGG domina nos xenes temperás do bacteriófago T4, mentres que a secuencia GGAG é unha diana para a endonuclease de T4 RegB que inicia a degradación do ARNm temperán.^[3]

Estrutura do virus

T4 é un fago relativamente grande, de aproximadamente 90 nm de largo e 200 nm de longo (a maioría dos fagos teñen unha lonxitude entre 25 e 200 nm), que consta de cabeza e cola. O xenoma de ADN está dentro dunha cabeza icosaédrica ou cápside. A cola de T4 está oca para que poida pasar a través dela o seu ácido nucleico e se introduza na célula unha vez que o virus se adhire á superficie da célula pola súa cola axudándose dunhas fibras da cola. As fibras da cola son tamén importantes para o recoñecemento de receptores de superficie da célula, o que determina a súa especificidade.^[4]

Proceso de infección

O fago T4 inicia a infección dunha célula de E. coli uníndose a proeínas porinas OmpC e ao lipopolisacárido (LPS) da superficie de E. coli coas súas fibras da cola longas (LTF).^[4]^[5] O recoñecemento do sinal percíbese a través das LTFs na placa basal da cola. Isto libera as fibras da cola curtas (STF) que se unen irreversiblemente á superficie de E. coli. A placa basal da cola cambia de conformación e a vaíña ou talo da cola contráese, causando que a proteína GP5 situada ao final da cola pique a membrana externa da célula. O dominio de lisozima de GP5 actívase e degrada a capa de peptidoglicano periplásmica. A parte restante da membrana é degradada e despois o ADN da cabeza do fago pode pasar a través da cola tubular e entrar na célula de E. coli.

Ciclo de vida

O ciclo lítico (desde que entra na bacteria ata que a destrúe) leva aproximadamente uns 30 minutos (a 37 °C) e consiste en:

Adsorción e penetración (empeza inmediatamente despois da infección)
Detención da expresión xénica do hóspede (empeza inmediatamente)
Síntese de encimas (empeza aos 5 minutos)
replicación do ADN (empeza aos 10 minutos)
Formación de novas partículas víricas (empeza aos 12 minutos)

Unha vez que se completa o ciclo lítico, a célula hóspede explota e expulsa os novos virus no ambiente que rodea a célula, polo que a célula morre e os virus poden infectar novas células. O fago T4 ten un tamaño de explosión de aproximadamente 100 a 150 partículas virais expulsadas por cada célula infectada. Poden utilizarse porbas de complementación, deleción e recombinación para mapear o locus xénico rII usando T4.

Replicación e empaquetado

O virus ten un mecanismo de copia do ADN rápido e moi exacto, no que se produce só 1 erro por cada 300 copias. O fago tamén codifica proteínas para realizar mecanismos exclusivos de reparación do ADN. O motor de empaquetamento do ADN de T4 carga o ADN na cápside do fago a unha velocidade de 2000 pares de bases por segundo (que a escala equivalería ás prestacións dun motor de automóbil medio).^[6]

Historia

O momento e lugar en que se illou por primeira vez o fago T4 non está claro, aínda que probablemente a fonte foron augas residuais ou material fecal. T4 e outros fagos similares foron descritos nun artigo de Thomas F. Anderson, Max Delbrück, e Milislav Demerec en novembro de 1944.^[7]

Varios premios Nobel traballaron co fago T4 ou fagos similares a T4, como Max Delbrück, Salvador Luria, Alfred Hershey, James D. Watson, e Francis Crick. Outros importantes científicos que traballaron co fago T4 son Michael Rossmann, Seymour Benzer, Bruce Alberts, Gisela Mosig,^[8] Richard Lenski, e James Bull.