Virus de Escherichia T4

Modelo estructural atómico del bacteriófago T4

Virus de Escherichia T4
Imagen de microscopio electrónico de un virión del fago T4
Sistemática
Clasificacion : Virus Reino : Duplodnaviria Imperio : Heunggongvirae Phylum : Uroviricota Clase : Caudoviricetes Orden : Caudovirales Familia : Myoviridae Subfamilia : Tevenvirinae Género : Tequattrovirus Tipo : Virus de Escherichia T4
Características taxonómicas
Genoma : dsDNA lineal Baltimore : Grupo 1 Simetría : icosaédrico, con cola Cubierta : no
Nombre científico
Virus de Escherichia T4
Nombre corto
T4
Izquierda
Taxonomía NCBI : 10665 (especie) , 2681598 (cepa)  Referencia NCBI : AF158101 (cepa) Historia de taxón de ICTV : 19990390 (especie) Código de virus ICTVdB : 02.043.0.01.001

Escherichia virus T4 ( oficialmente Escherichia virus T4 , anteriormente T-even fagos ) es una especie - la especie tipo - de virus en el género Tequatrovirus (anteriormente T4virus , T4likevirus , T4-like virus ) queinfecta a la bacteria Escherichia coli , y por lo tanto también se llama bacteriófagos . La cepa tipo (o subtipo) de esta especie es el fago T4 (también fago T4 de enterobacterias , bacteriófago T4 , bacteriófago T4 ). Con su morfología, se considera el prototipo de bacteriófagos y fue de gran importancia en la investigación virológica para comprender la estrategia de propagación de fagos y virus y la genética en general(ver también el experimento de Hershey-Chase , Max Delbrück ). Además de T4, la especie incluye los subtipos T2 y T6 , que es de dondeproviene eltérmino inglés común T-even bacteriófagos (para distinguirlo de la subfamilia Tevenvirinae , que incluye muchos más taxones de virus además de este género).

estructura

Como miembro del orden Caudovirales , familia Myoviridae , género Tequattrovirus (alias T4virus , T4likevirus ), el genoma del fago T4 consiste en una sola molécula de ADN bicatenario con una longitud de 168.903 pb . Comprende alrededor de 300 genes y constituye el 48% del peso del virión . El ADN contiene, además de los nucleótidos normales en lugar de citosina, la 5-hidroximetilcitosina , adicionalmente por un residuo de glucosa que puede ser glicosilado . Se cree que esta glicosilación del ADN es responsable del control de la expresión génica . Las direcciones de lectura del genoma se invierten circularmente y hay secciones redundantes en los extremos . Dentro de la cápside , el ADN se organiza regularmente de acuerdo con un complejo esquema de empaquetamiento.

Estructura esquemática del fago T4: cabeza (1), cola (2), ADN (3), cápside (4), collar (5), pieza de cola (6), fibras de la cola (7), picos (8), base plato (9).

La cápside del fago T4 es básicamente icosaédrica , pero un estiramiento alargado que se desvía de la forma básica es particularmente típico para esta especie ( " antiprismas alargados, pentagonales, bipiramidales " ). Consiste en 152 capsómeros y mide aproximadamente 111 nm de largo y 78 nm de diámetro. Los myoviridae tienen piezas de cola contráctiles complejas, que consisten en una pieza de cuello (collar), una placa base a la que se adhieren seis púas cortas y seis fibras de cola largas. En general, la pieza de la cola tiene un tamaño de 113 x 16 nm con un peso molecular de aproximadamente 2 x 10 ⁷ Da de 430 cadenas polipeptídicas de 22 genes. Durante la replicación del fago T4, surgen una serie de malformaciones estructuralmente inestables o sin empaquetamiento de ADN (cápsides múltiples, icosaedros no estirados) de la cápside, lo que no es sorprendente debido a la estructura altamente compleja. El virión consta de un total de 49 proteínas diferentes . Se puede encontrar un dibujo esquemático detallado de los viriones T4 con colas contraídas y no contraídas en EurekAlert (mayo de 2016).

Se pueden distinguir ocho subgrupos serológicos del virus de Escherichia T4 por las diferentes propiedades de la unión al antígeno . Los subtipos taxonómicos de la especie Escherichia virus T4 son: fago de enterobacterias C16, F10, Fsα, PST, SKII, SKV, SKX, SV3, T2, T4 (tipo cepa) y T6. Al igual que el fago T6, el fago T2 (anteriormente una especie separada) es, por lo tanto, solo un subtipo del virus Escherichia T4 .

Ciclo de infección

Ciclo de infección y estructura del fago T4

El ciclo de infección dura aproximadamente 30 minutos, por lo que el fago se acopla con los extremos de las fibras de la cola en las proteínas porinas de la membrana externa de E. coli . La espina dorsal de la cola con función de lisozima atraviesa la pared celular de forma enzimática y el ADN del fago se inyecta a través de la cola en el interior de la célula. Allí, el ADN se transcribe y traduce primero mediante enzimas bacterianas . La polimerasa del fago recién creada ahora replica los genes del fago. Durante este tiempo, comienza la síntesis de la cápside del fago. El ADN replicado luego se empaqueta en este. Finalmente, se sintetiza lisozima específica de fago, que destruye la pared celular de la bacteria. Esto libera los fagos maduros.

particularidades

Los fagos T4 tienen un aparato de síntesis de ADN extremadamente rápido, gracias a la ADN polimerasa viral tipo B con una tasa de error de un solo intercambio por 300 copias del genoma. Tiene mecanismos especiales de reparación del ADN que, de otro modo, solo ocurren en células eucariotas . Como resultado, el fago T4 tiene una alta estabilidad genética a pesar de la alta tasa de replicación .

En biología molecular e ingeniería genética , la ADN ligasa T4 es de gran importancia; también se la conoce como ligasa T4 para abreviar . Además, la polinucleótido quinasa T4, la ARN ligasa T4 y la ADN polimerasa T4 son enzimas importantes en la investigación de biología molecular.

Los fagos de esta especie ( fagos T-pares : T2, T4 y T6) contienen la base no estándar 5-hidroximetilcitosina en su ADN en lugar de la citosina base pirimidina .

Histórico

Los bacteriófagos fueron descubiertos por el científico inglés Frederick Twort en 1915 y por Félix d'Hérelle en 1917 . La denominación de los primeros bacteriófagos estudiados en

• Tipo ( Inglés Tipo ) 1 ( T1 ), Tunaviridae ,
• Tipo 2 ( T2 ), subtipo de la especie aquí,
• Tipo 3 ( T3 ), Autographiviridae ,
• Tipo 4 (T4), tipo de cepa de la especie aquí,
• Tipo 5 ( T5 ), Demerecviridae ,
• Tipo 6 ( T6 ), subtipo de la especie aquí, y
• Tipo 7 ( T7 ), Autographiviridae

proviene de Max Delbrück . Estos siete fagos a veces se agrupan bajo el nombre colectivo de fagos T (en. Fagos T ), pero esto no representa un grupo familiar ( taxón ). En cambio, estos bacteriófagos serán asignados a las familias indicadas anteriormente por el ICTV (a partir de enero de 2021) después de algunos turnos. Solo los fagos con un número de tipo par ( fagos T-pares ) resultaron estar estrechamente relacionados por casualidad, por lo que la especie descrita en este artículo se estableció para el ICTV. Los tipos con números impares ( fagos T-impares / T-desiguales ) no forman un taxón. Sin embargo, todos estos tipos de fagos son una estructura de cabeza a cola juntos, lo que ven como representantes de las características del orden de virus Caudovirales . Posteriormente, esta práctica fue parcialmente continuada por otros autores al nombrar otros caudovirus (por ejemplo, " T12 ", sugerencia, sin asignación familiar).

literatura

• CM Fauquet, MA Mayo y col. : Octavo Informe del Comité Internacional de Taxonomía de Virus. Academic Press, Amsterdam et al. 2005, ISBN 0-12-249951-4 .
• J. Cairns, GS Stent, JD Watson (Eds.): El fago y los orígenes de la biología molecular. La edición del centenario. Prensa de CSHL, Cold Spring Harbor, Nueva York, 2007, ISBN 978-0-87969-800-3 .
• G. Fuchs: Microbiología general. 9ª edición. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 2014, ISBN 978-3-13-444609-8 .

enlaces web

• Secuencias de ADN y proteínas del fago T4 ( número de acceso NC_000866 )
• Animación de un fago T4 que infecta a E. coli
• Animación de la carga del profago con ADN

Evidencia individual