StructureEdit
Desenatura schematică a unui virion Levivirus (secțiune transversală și vedere laterală)
Un virion MS2 (particulă virală) are un diametru de aproximativ 27 nm, determinat prin microscopie electronică. Acesta este format dintr-o copie a proteinei de maturare și 180 de copii ale proteinei de acoperire (organizate sub forma a 90 de dimeri) dispuse într-un înveliș icosaedric cu număr de triangulație T=3, care protejează ARN-ul genomic din interior. Virionul are un punct izoelectric (pI) de 3,9.
Structura proteinei de acoperire este o foaie β cu cinci catene, cu două α-helice și un ac de păr. Când capsida este asamblată, elicele și acul de păr sunt orientate spre exteriorul particulei, în timp ce foaia β este orientată spre interior.
GenomeEdit
Genomul virusului Escherichia MS2
| Gena | Dimensiunea | Produs genetic | aa |
|---|---|---|---|
| mat
(MS2g1) |
1487 nt | maturare
proteină |
393 |
| cp
(MS2g2) |
510 nt | proteina de acoperire | 130 |
| lys
(MS2g3) |
295 nt | proteina de liză | 75 |
| rep
(MS2g4) |
2055 nt | ARN replică,
subunitatea beta |
545 |
Genomul MS2 este unul dintre cele mai mici cunoscute, constând din 3569 nucleotide de ARN monocatenar. Acesta codifică doar patru proteine: proteina de maturare (proteina A), proteina de liză, proteina de acoperire și proteina replicază. Gena care codifică proteina de liză (lys) se suprapune atât peste capătul 3′ al genei din amonte (cp), cât și peste capătul 5′ al genei din aval (rep), fiind unul dintre primele exemple cunoscute de gene suprapuse. Genomul ARN cu catenă pozitivă servește ca ARN mesager și este tradus în momentul decopertării virale în celula gazdă. Deși cele patru proteine sunt codificate de același ARN mesager/viral, ele nu sunt toate exprimate la aceleași niveluri; expresia acestor proteine este reglată de o interacțiune complexă între traducere și structura secundară a ARN.
Ciclul de viațăEdit
MS2 infectează bacteriile enterice purtătoare ale factorului de fertilitate (F), o plasmidă care permite celulelor să servească drept donatori de ADN în conjugarea bacteriană. Genele de pe plasmidă F conduc la producerea unui pilus F, care servește drept receptor viral. MS2 se atașează de partea laterală a pilusului prin intermediul proteinei sale unice de maturare. Mecanismul precis prin care ARN-ul fagic pătrunde în bacterie este necunoscut.
După ce ARN-ul viral a pătruns în celulă, începe să funcționeze ca ARN mesager pentru producerea de proteine fagice. Gena pentru cea mai abundentă proteină, proteina de acoperire, poate fi tradusă imediat. Începutul traducerii genei replicazei este în mod normal ascuns în structura secundară a ARN-ului, dar poate fi deschis în mod tranzitoriu atunci când ribozomii trec prin gena proteinei de acoperire. Traducerea replicazei este, de asemenea, oprită odată ce au fost produse cantități mari de proteină de acoperire; dimerii proteinei de acoperire se leagă și stabilizează „acul de păr al operatorului” de ARN, blocând începutul replicazei. Startul genei proteinei de maturare este accesibil în ARN-ul în curs de replicare, dar este ascuns în structura secundară a ARN-ului în ARN-ul MS2 finalizat; acest lucru asigură traducerea doar a foarte puține copii ale proteinei de maturare per ARN. În cele din urmă, gena proteinei de liză poate fi inițiată numai de ribozomi care au finalizat traducerea genei proteinei de acoperire și care „alunecă înapoi” la începutul genei proteinei de liză, cu o frecvență de aproximativ 5%.
Ciclul de viață al bacteriofagului MS2
Replicarea genomului MS2 cu catenă pozitivă necesită sinteza ARN-ului complementar cu catenă negativă, care poate fi apoi utilizat ca șablon pentru sinteza unui nou ARN cu catenă pozitivă. Replicarea MS2 a fost mult mai puțin studiată decât replicarea bacteriofagului Qβ, foarte înrudit, în parte pentru că replicarea MS2 a fost dificil de izolat, dar este probabil să fie similară.
Se crede că formarea virionului este inițiată de legarea proteinei de maturare la ARN-ul MS2; de fapt, complexul de proteină de maturare și ARN este infecțios. Asamblarea învelișului icosaedric sau a capsidei din proteinele de înveliș poate avea loc în absența ARN-ului; cu toate acestea, asamblarea capsidei este nucleată de legarea dimerului proteinei de înveliș la acul de păr al operatorului, iar asamblarea are loc la concentrații mult mai mici de proteină de înveliș atunci când este prezent ARN MS2.
Liza bacteriană și eliberarea virionilor nou formați are loc atunci când s-a acumulat suficientă proteină de liză. Proteina de liză (L) formează pori în membrana citoplasmatică, ceea ce duce la pierderea potențialului membranar și la ruperea peretelui celular. Se știe că proteina de liză se leagă de DnaJ prin intermediul unui reziduu important P330. Un motiv dipeptidic LS de pe proteina L se regăsește în tot genul Levivirus și pare a fi esențial pentru activitatea de liză, deși locațiile lor diferite sugerează că au evoluat independent.
.