Enterobacteria fāgs T2 — bakteriofāgs, kas inficē Escherichia coli
Enterobacteria fāgs T2 — virulents bakteriofāgs, kas inficē Escherichia coli; uzzini par T2 DNS, infekcijas mehānismu un Heršija-Čeisa nozīmīgajiem atklājumiem.
T2 fāgu pareizāk būtu saukt par Enterobacteria fāgu T2. Tas ir virulents bakteriofāgs, kas inficē Escherichia coli baktērijas. Tas satur lineāru divvirzienu DNS un ir pārklāts ar aizsargājošu proteīna apvalku. T2 ir "fāgs ar astveida fāgu", viens no grupas, kas pazīstama kā "T4 līdzīgie vīrusi".
Fāga DNS tiek ievadīta E. coli šūnās. Tas ātri pārvērš E. coli šūnu par T2 ražojošu fabriku. Kad šūna plīst, izdalās jauni fāgi.
Alfreda Heršija un Martas Čezas (Alfred Hershey-Chase) eksperimenti parādīja, kā vīrusu DNS tiek ievadīta baktēriju šūnās, bet lielākā daļa vīrusu proteīnu paliek ārpus tām. Injicētās DNS molekulas liek baktēriju šūnām ražot vairāk vīrusu DNS un olbaltumvielu. Šie atklājumi parādīja, ka nevis olbaltumvielas, bet gan DNS ir pārmantotais materiāls.
Uzbūve un ģenētiskais materiāls
Enterobacteria fāgs T2 ir klasisks T-even tipa fāgs. Tam ir icosahedrisks galviņas (kapsīda) korpuss, kurā glabājas lineāra divstrāvas DNS, un kontraktils astes aparāts ar pamata plāksni un garām astes šķiedrām (tail fibers), kas saista pie baktēriju virsmas receptoriem. Galviņas diametrs un astes izmēri var atšķirties atkarībā no sugas, taču T4 līdzīgo fāgu galviņas diametrs parasti ir aptuveni 80–100 nm, astes garums — aptuveni 100 nm.
Ģenētiskais materiāls ir dubultstrāvu lineāra DNS, kuras lielums T-even fāgiem ir aptuveni 168–170 kb (kilobāzes). Šo fāgu ģenomi parasti ir termināli redundanti un cirkulāri permutēti, jo DNS tiek iepakota "headful" mehānismā — tas nozīmē, ka kapsīdā tiek ievietāts nedaudz vairāk par vienas kopijas garumu, radot pārklājošas galvenes un kājas.
Dzīves cikls un infekcijas process
- Adsorbcija: fāgs pieķeras E. coli virsmai, izmantojot astes šķiedras un saistās pie specifiskiem receptoriem (piem., lipopolisaharīdiem un ārējās membrānas olbaltumvielām).
- Ievade: pēc saistīšanās astes kontrakcija injicē fāga DNS caur astes cauruli iekšā šūnā, atstājot proteīnu kapsīdu ārpusē.
- Replikācija un ekspresija: fāga DNS nosaka baktērijas aparāta pārorientēšanu — tiek bloķēta saimniekšūnas DNS sintēze un startēta fāga DNS un olbaltumvielu ražošana; tiek ražotas kapsīdas proteīnas, astes komponentes un enzīmas.
- Salikšana: komponentes tiek asamblētas — veidojas procapsīdas, DNS tiek iepakota, pievienojot astes un šķiedras.
- Lizēšana: pēc nokomplektēšanās tiek sintezētas lizozimas un citi enzīmi, kas sadala baktērijas šūnas sienu; šūna plīst un iznāk desmiti līdz simtiem jaunus fāgus (burst size atkarīgs no apstākļiem — parasti aptuveni 50–300 fāgu vienā infekcijā).
Svarīgi — T2 ir virulents (litiskā) fāgs, tas neveido lizogēnu stāvokli (neintegrējas saimniekģenēm kā pro-vīruss), tāpēc infekcija beidzas ar saimniekšūnas nāvi un daudzu jaunāko fāgu atbrīvošanos.
Vēsturiskā un zinātniskā nozīme
T2 (un citi T-even fāgi) bija centrālie modeļorganismi agrīnajos molekulārās bioloģijas pētījumos. Tie tika izmantoti, lai saprastu DNS lomu mantojumā, DNS—proteīnu sintēzes mehānismus, genetiskās rekombinācijas principus un DNS iepakošanas mehānismus fāgu galviņās. Tie arī sniedza iespēju veikt strukturālus pētījumus ar elektronmikroskopiju un biochemiskām metodēm.
Īpaši nozīmīgs ir Alfreda Heršija un Martas Čezas (Alfred Hershey-Chase) eksperimenti, kas demonstrēja, ka DNS, nevis olbaltumvielas, pārnēsā ģenētisko informāciju.
Lietojumi mūsdienās un drošības apsvērumi
T2 un citi T-even fāgi tiek izmantoti pētniecībā kā modeļi, lai izpētītu vīrusu struktūru, DNS iepakošanu, fāgu entropiju un fāgu-saimes mijiedarbību ar saimniekorganismiem. Lai gan baktēriju fāgi vispār tiek pētīti iespējamām izmantošanām fāģterapijā (antibiotiku alternatīva), T-even fāgi parasti nav tie paši fāgi, kas plaši izmantojami klīniskai terapijai. Tāpat jāņem vērā, ka darbs ar fāgiem laboratoriskos apstākļos jāveic atbilstoši biosdrošības vadlīnijām — lai gan T2 neinfekcē cilvēkus, tas var ietekmēt laboratorijas E. coli kultūras, un nepieciešama atbilstoša eksperimentsaga un dezinfekcija.
Praktiska informācija
- Fāga T2 īpašības var atšķirties atkarībā no konkrētā izolāta un laboratorijas apstākļiem.
- Tipiskie pētījumi par T2 ietver plakņu veida testus (plaque assays), elektronmikroskopiju, ģenētisko sekvencēšanu un proteomikas analīzes.
- Ja interesē specifiskas molekulārās vai strukturālās īpašības (piem., precīzs genomu garums vai proteīnu sastāvs), ieteicams pārbaudīt pēdējos zinātniskos publikāciju datus vai uzticamas datubāzes.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir T2 fāgs?
A: T2 fāgs, pazīstams arī kā Enterobacteria phage T2, ir vīruss, kas inficē Escherichia coli baktērijas.
J: Kāda veida DNS satur T2 fāgs?
A: T2 fāgs satur lineāru divvirzienu DNS.
J: Vai T2 fāgu klāj aizsargājošs olbaltumvielu apvalks?
A: Jā, T2 fāgu klāj aizsargājošs olbaltumvielu apvalks.
J: Kādai vīrusu grupai pieder T2 fāgs?
A: T2 fāgs pieder vīrusu grupai, kas pazīstama kā "T4 līdzīgie vīrusi".
J: Kā T2 fāgs inficē E. coli šūnas?
A: T2 fāga DNS injicē E. coli šūnās, kas ātri pārvērš E. coli šūnu par T2 ražotni. Jauni fāgi izdalās, kad šūna plīst.
J: Ko parādīja Heršī-Šeisa eksperimenti?
A: Hersija-Ķeisa eksperimenti parādīja, ka vīrusu DNS tiek injicēta baktēriju šūnās, bet lielākā daļa vīrusu proteīnu paliek ārpus tām. Injicētās DNS molekulas liek baktēriju šūnām ražot vairāk vīrusu DNS un olbaltumvielu. Šie atklājumi parādīja, ka nevis olbaltumvielas, bet gan DNS ir iedzimtais materiāls.
Jautājums: Kas veica Hersija-Heisa eksperimentus?
A: Heršija un Keisa eksperimentus veica Alfrēds Heršijs un Marta Keisa.
Meklēt