M13 bakteriyofaj - M13 bacteriophage

Escherichia virüsü M13
M13B.svg
Mavi: Kaplama Proteini pili; Kahverengi: Kaplama Proteini pVI; Kırmızı: Kaplama Proteini pVII; Limegreen: Kaplama Proteini pVIII; Fuşya: Kaplama Proteini pIX; Mor: Tek Zincirli DNA
Virüs sınıflandırması e
(rütbesiz): Virüs
Bölge : monodnaviria
Krallık: Loebvirae
filum: Hofneiviricota
Sınıf: Faserviricetes
Emir: Tubulaviraller
Aile: Inoviridae
cins: inovirüs
Türler:
Escherichia virüsü M13
Daha fazla bilgi: Ff fajları

M13 , filamentli bakteriyofaj ( inovirüs ) ailesinin bir üyesi olan Ff fajlarından biridir (fd ve f1 diğerleridir ). Ff fajları , büyük kaplama proteini p8'in yaklaşık 2700 kopyasında kapsidlenmiş 6407 nükleotit uzunluğundaki dairesel tek iplikli DNA'dan ( ssDNA ) oluşur ve dört farklı küçük kaplama proteininin (bir uçta p3 ve p6) her biri yaklaşık 5 kopya ile kaplanmıştır. ve diğer uçta p7 ve p9). Minör kaplama proteini p3 , konakçı Escherichia coli'nin F pilusunun ucundaki reseptöre bağlanır . Yaşam döngüsü, enfeksiyondan on dakika sonra hücreden çıkan erken faj nesli ile nispeten kısadır. Ff fajları, konakçı hücreleri öldürmeden nesillerini serbest bırakan kronik fajlardır. Enfeksiyon , düzenli lizis plaklarına kıyasla E. coli çimenlerinde ara opaklığa sahip bulanık plaklara neden olur . Ancak enfekte hücrelerde hücre büyüme hızında azalma görülür. M13 plazmitleri birçok rekombinant DNA işlemi için kullanılır ve virüs ayrıca faj gösterimi , yönlendirilmiş evrim , nanoyapılar ve nanoteknoloji uygulamaları için de kullanılmıştır.

Faj parçacıkları

Faj kaplaması öncelikle faj genomundaki gen 8 tarafından kodlanan p8 adı verilen 50 amino asitli bir proteinden oluşur . Bir İçin yabani tip M13 parçacığın, uzun 900 nm hakkında ceket yapmak için p8 yaklaşık 2700 kopya sürer. Kaplamanın boyutları esnektir ve p8 kopyalarının sayısı, paketlediği tek sarmallı genomun boyutuna uyum sağlamak için ayarlanır. Faj, doğal DNA içeriğinin yaklaşık iki katı ile sınırlı görünmektedir. Ancak, faj protein (p3) silme tam konak kaçmasını önler , E. coli dökülme görülebilir, faj genomunun birkaç kopyası ile 10-20X normal uzunluğu olan, ve faj E.coli ev sahibi.

Filamentin bir ucunda, yüzeye maruz kalan proteinin (p9) ve daha gömülü bir eşlik eden proteinin (p7) beş kopyası bulunur. p8, fajın şaftını oluşturuyorsa, p9 ve p7, mikrograflarda görülen "kör" ucu oluşturur. Bu proteinler çok küçüktür, sırasıyla sadece 33 ve 32 amino asit içerir, ancak her birinin N-terminal kısmına daha sonra kaplamanın dışında sunulan bazı ilave kalıntılar eklenebilir. Faj partikülünün diğer ucunda, açıkta kalan yüzeyin (p3) ve daha az açıkta kalan yardımcı proteinin (p6) beş kopyası bulunur. Bunlar fajın yuvarlak ucunu oluşturur ve enfeksiyon sırasında E. coli konağı ile etkileşime giren ilk proteinlerdir . Protein p3 ayrıca bakteri yüzeyinden yeni faj tomurcuğu olarak konakçı ile son temas noktasıdır.

E. coli'de çoğaltma

Aşağıda M13'ün E. coli'de replikasyonu ile ilgili adımlar verilmiştir .

  • Viral (+) iplikli DNA sitoplazmaya girer
  • Tamamlayıcı (-) iplik , bakteriyel enzimler tarafından sentezlenir.
  • DNA, Giraz , bir tip II topoizomeraz , hareket eden çift sarmallı DNA ve oluşumunu katalize negatif üste sarımları çift sarmallı DNA
  • Nihai ürün, ebeveyn replikatif form (RF) DNA'sıdır.
  • Viral genomun transkripsiyonu ve translasyonu, p2 de dahil olmak üzere konakçı kaynakları tarafından başlar.
  • Bir faj proteini, p2, RF'deki (+) ipliği çentikler
  • 3'-hidroksil, yeni viral zincirin oluşturulmasında bir primer görevi görür.
  • p2, yer değiştirmiş viral (+) iplikli DNA'yı daireselleştirir
  • Üretilen soy çift sarmallı RF molekülleri havuzu
  • Negatif RF dizisi, transkripsiyon şablonudur
  • mRNA'lar faj proteinlerine çevrilir

Sitoplazmadaki faj proteinleri p2, p10 ve p5'tir ve bunlar DNA'nın replikasyon sürecinin bir parçasıdır. Diğer faj proteinleri sentezlenir ve sitoplazmik veya dış zarlara yerleştirilir.

  • p5 dimerleri, yeni sentezlenmiş tek sarmallı DNA'yı bağlar ve RF DNA'ya dönüşümü engeller. p5 çevirisinin zamanlaması ve zayıflaması esastır.
  • RF DNA sentezi devam eder ve p5 miktarı kritik konsantrasyona ulaşır.
  • DNA replikasyonu, tek sarmallı (+) viral DNA'nın sentezine geçer
  • Yaklaşık 800 nm uzunluğunda ve 8 nm çapında p5-DNA yapıları
  • p5-DNA kompleksi, faj birleştirme reaksiyonunda substrattır

Alışılmadık bir şekilde, ana kaplama proteini, translokasyon yapıları olmayanlar bile, translasyon sonrası membranlara ve hatta protein içeriği olmayan lipozomlara girebilir .

Araştırma

George Smith, diğerleri arasında, EcoRI endonükleaz fragmanlarının, f1 ipliksi fajın benzersiz Bam bölgesinde kaynaşabileceğini ve böylece protein p3'ü dışarıdan erişilebilir olan gen 3'te eksprese edilebileceğini gösterdi. M13, gen 3'te bu benzersiz Bam bölgesine sahip değildir. M13'ün, erişilebilir yerleştirme bölgelerine sahip olacak şekilde tasarlanması gerekmiştir, bu da onu farklı boyuttaki ekleri işlemedeki esnekliğini sınırlamaktadır. M13 faj görüntüleme sistemi, faj üzerindeki rekombinant proteinlerin konumu ve sayısında büyük esneklik sağladığından, nanoyapılar için bir yapı iskelesi oluşturmak veya hizmet etmek için popüler bir araçtır. Örneğin, faj, her bir ucunda ve uzunluğu boyunca farklı bir proteine ​​sahip olacak şekilde tasarlanabilir. Bu, piller için altın veya kobalt oksit nano teller gibi yapıları birleştirmek veya fotovoltaiklerde kullanım için karbon nanotüpleri düz demetler halinde paketlemek için kullanılabilir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma