StructureEdit

En MS2-virion (viruspartikel) har en diameter på cirka 27 nm, vilket bestäms med elektronmikroskopi. Den består av en kopia av mognadsproteinet och 180 kopior av höljeproteinet (organiserade som 90 dimerer) arrangerade i ett isosaedriskt skal med trianguleringstal T=3, som skyddar det genomiska RNA:t inuti. Virionen har en isoelektrisk punkt (pI) på 3,9.

Mantelproteinets struktur är ett femsträngat β-blad med två α-helices och en hårnål. När kapsiden är monterad är helikerna och hårnålen vända mot partikelns utsida, medan β-bladet är vänt mot insidan.

GenomeEdit

MS2-genomet är ett av de minsta kända och består av 3569 nukleotider av enkelsträngat RNA. Det kodar för endast fyra proteiner: mognadsprotein (A-protein), lysisprotein, höljeprotein och replikasprotein. Den gen som kodar för lysisprotein (lys) överlappar både 3′-ändan av genen uppströms (cp) och 5′-ändan av genen nedströms (rep), och var ett av de första kända exemplen på överlappande gener. Det positivt strängade RNA-genomet fungerar som budbärar-RNA och översätts när viruset avmantlas i värdcellen. Även om de fyra proteinerna kodas av samma budbärar-RNA/viralt RNA uttrycks de inte alla på samma nivåer; uttrycket av dessa proteiner regleras av ett komplext samspel mellan översättning och RNA:s sekundärstruktur.

LivscykelRedigera

MS2 infekterar tarmbakterier som bär på fertilitetsfaktorn (F-faktorn), en plasmid som gör det möjligt för cellerna att fungera som DNA-donatorer vid bakteriell konjugering. Gener på F-plasmidan leder till produktion av en F-pilus, som fungerar som virusreceptor. MS2 fäster vid pilusens sida via sitt enda mognadsprotein. Den exakta mekanismen genom vilken fager-RNA kommer in i bakterien är okänd.

När det virala RNA:t har kommit in i cellen börjar det fungera som ett budbärar-RNA för produktion av fagerproteiner. Genen för det mest rikliga proteinet, pälsproteinet, kan omedelbart översättas. Översättningsstarten för replikasgenen är normalt dold i RNA:s sekundärstruktur, men kan tillfälligt öppnas när ribosomerna passerar genom genen för mantelproteinet. Replikasöversättningen stängs också av när stora mängder coatprotein har tillverkats; coatproteindimerer binder och stabiliserar RNA:s ”operatörshårnål”, vilket blockerar replikasets start. Starten för genen för mognadsprotein är tillgänglig i RNA som replikeras men dold inom RNA:s sekundärstruktur i det färdiga MS2-RNA:t. Detta säkerställer översättning av endast ett mycket litet antal kopior av mognadsprotein per RNA. Slutligen kan lysisproteingenen endast initieras av ribosomer som har avslutat översättningen av coatproteingenen och ”glider tillbaka” till lysisproteingenens start, med en frekvens på cirka 5 %.

Replikation av plussträngens MS2-genom kräver syntes av det komplementära minussträngens RNA, som sedan kan användas som mall för syntes av ett nytt plussträngens RNA. MS2-replikation har studerats mycket mindre väl än replikation av den mycket besläktade bakteriofagen Qβ, delvis på grund av att MS2-repliktaset har varit svårt att isolera, men det är sannolikt att det är likartat.

Bildningen av virjonen tros inledas genom att mognadsprotein binds till MS2-RNA:t. Faktum är att komplexet av mognadsprotein och RNA är infektiöst. Sammansättningen av det ikosaedriska skalet eller kapsiden från coatproteiner kan ske i avsaknad av RNA; kapsiden sammansättning är dock nukleerad av coatproteindimerer som binder till operatörshårnålen, och sammansättningen sker vid mycket lägre koncentrationer av coatprotein när MS2 RNA finns närvarande.

Bakteriel lysering och frisättning av nybildade virioner sker när tillräckligt mycket lyseringsprotein har ackumulerats. Lysis (L)-protein bildar porer i cytoplasmimembranet, vilket leder till förlust av membranpotential och nedbrytning av cellväggen. Det är känt att lysisproteinet binder till DnaJ via en viktig P330-resurs. Ett LS-dipeptidmotiv på L-proteinet finns i hela släktet Levivirus och tycks vara viktigt för lysisaktiviteten, även om deras olika platser tyder på att de har utvecklats oberoende av varandra.