StructureEdit

En MS2-virion (viruspartikel) er ca. 27 nm i diameter, som bestemt ved elektronmikroskopi. Den består af én kopi af modningsproteinet og 180 kopier af kappeproteinet (organiseret som 90 dimere) arrangeret i en icosaedrisk skal med trianguleringstallet T=3, der beskytter det genomiske RNA indeni. Virionen har et isoelektrisk punkt (pI) på 3,9.

Mantelproteinets struktur er et femstrenget β-ark med to α-helixer og en hårnål. Når kapsidet er samlet, vender helikserne og hårnålen mod partikelens yderside, mens β-bladet vender mod indersiden.

GenomeEdit

MMS2-genomet er et af de mindste kendte og består af 3569 nukleotider af enkeltstrenget RNA. Det koder kun for fire proteiner: modningsprotein (A-protein), lysisprotein, kappeprotein og replikaseprotein. Genet, der koder for lysisprotein (lys), overlapper både 3′-enden af opstrømsgenet (cp) og 5′-enden af nedstrømsgenet (rep), og det var et af de første kendte eksempler på overlappende gener. Det positivt-strengede RNA-genom fungerer som messenger-RNA og oversættes ved viral afcoating i værtscellen. Selv om de fire proteiner er kodet af det samme messenger/virale RNA, udtrykkes de ikke alle på samme niveau; ekspressionen af disse proteiner reguleres af et komplekst samspil mellem translation og RNA’s sekundærstruktur.

LivscyklusRediger

MS2 inficerer tarmbakterier, der bærer fertilitetsfaktoren (F), et plasmid, der gør det muligt for cellerne at fungere som DNA-donorer i bakteriel konjugation. Gener på F-plasmidet fører til produktion af en F-pilus, der tjener som viralreceptor. MS2 hæfter sig på siden af pilus’en via sit enkelt modningsprotein. Den præcise mekanisme, hvormed phage-RNA kommer ind i bakterien, er ukendt.

Når det virale RNA er kommet ind i cellen, begynder det at fungere som et messenger-RNA til produktion af phageproteiner. Genet for det mest hyppigt forekommende protein, kappeproteinet, kan straks oversættes. Oversættelsesstarten for replicase-genet er normalt skjult i RNA’s sekundærstruktur, men kan midlertidigt åbnes, når ribosomerne passerer gennem kappeprotein-genet. Replicase-oversættelsen lukkes også ned, når der er blevet fremstillet store mængder coat-protein; coat-protein-dimere binder og stabiliserer RNA’s “operator-hårnål” og blokerer replicasestarten. Starten af modningsprotein-genet er tilgængelig i RNA, der replikeres, men er skjult i RNA’s sekundærstruktur i det færdige MS2-RNA; dette sikrer oversættelse af kun ganske få kopier af modningsprotein pr. RNA. Endelig kan lysisprotein-genet kun initieres af ribosomer, der har afsluttet oversættelsen af kappeprotein-genet og “glider tilbage” til starten af lysisprotein-genet, med en hyppighed på ca. 5 %.

Replikation af plusstrengen MS2-genomet kræver syntese af det komplementære minusstrenge-RNA, som derefter kan bruges som skabelon til syntese af et nyt plusstrenge-RNA. MS2-replikation er blevet meget mindre godt undersøgt end replikation af den stærkt beslægtede bakteriofag Qβ, til dels fordi MS2-replikasen har været vanskelig at isolere, men den er formentlig tilsvarende.

Dannelsen af virionen menes at blive indledt ved binding af modningsprotein til MS2-RNA; faktisk er komplekset af modningsprotein og RNA infektiøst. Samlingen af den icosaedriske skal eller capsidet fra coatproteiner kan ske i fravær af RNA; capsidsamlingen kerneopbygges imidlertid af coatproteindimeren, der binder sig til operatorhårnålen, og samlingen sker ved meget lavere koncentrationer af coatprotein, når MS2 RNA er til stede.

Bakteriel lysis og frigivelse af nyligt dannede virioner sker, når der er ophobet tilstrækkeligt lysisprotein. Lysis (L)-protein danner porer i den cytoplasmiske membran, hvilket fører til tab af membranpotentiale og nedbrydning af cellevæggen. Lysisproteinet er kendt for at binde til DnaJ via en vigtig P330-rest. Et LS-dipeptidmotiv på L-proteinet findes i hele Levivirus-slægten og synes at være afgørende for lysisaktiviteten, selv om deres forskellige placeringer tyder på, at de har udviklet sig uafhængigt af hinanden.