T7 faj - T7 phage

Atomik Çözünürlükte Bakteriyofaj T7 Yapısal Modeli

Escherichia virüsü T7
Virüs sınıflandırması
(rütbesiz):	Virüs
Bölge :	Duplodnaviria
Krallık:	heunggongvirae
filum:	üroviricota
Sınıf:	caudoviretes
Emir:	caudovirales
Aile:	Autographiviridae
cins:	Teseptimavirüs
Türler:	Escherichia virüsü T7

Bakteriyofaj T7 (ya da T7 faj ) a, bakteriyofaj , bozar bakteriler bir virüstür. Çoğu Escherichia coli suşunu enfekte eder ve yayılmak için bu konakçılara güvenir. Bakteriyofaj T7, bulaştığı hücreyi yok ettiği anlamına gelen litik bir yaşam döngüsüne sahiptir . Aynı zamanda, onu deney için ideal bir faj haline getiren çeşitli özelliklere de sahiptir: saflaştırılması ve konsantrasyonu, kimyasal analizlerde tutarlı değerler üretmiştir; UV ışığına maruz bırakılarak bulaşıcı olmayan hale getirilebilir; ve RNA bağlayıcı proteinleri klonlamak için faj gösteriminde kullanılabilir .

keşif

Demerec ve Fano tarafından 1945'te yapılan bir çalışmada, T7, Escherichia coli üzerinde litik olarak büyüyen yedi faj türünden birini (T1 ila T7) tanımlamak için kullanıldı ; Yedi fajın tümü keyfi olarak numaralandırılmış olsa da, tek sayılı fajların veya T-tek fajların, onları T-çift fajlardan ayıran morfolojik ve biyokimyasal özellikleri paylaştığı daha sonra keşfedildi. Fiziksel olarak T7 olarak anılmadan önce, faj önceki deneylerde kullanıldı. Alman-Amerikalı biyofizikçi Max Delbrück 1930'ların sonlarında aynı virüsle çalıştı ve ona faj δ adını verdi ve Fransız-Kanadalı mikrobiyolog Félix d'Herelle muhtemelen 1920'lerde yakın akrabasını inceledi.

ana bilgisayarlar

T7, kaba Escherichia coli suşları (yani yüzeylerinde tam uzunlukta O-antijen polisakkarit bulunmayanlar ) ve diğer bazı enterik bakteriler üzerinde büyür , ancak yakın akrabalar da pürüzsüz ve hatta kapsüllü suşları enfekte eder. E. coli, T7'ye diğer bazı benzer fajlardan daha dirençlidir.

viryon yapısı

Kapsidine karşı katlanmış altı kuyruk lifi ile bir T7 virionunun renkli mikrofotoğrafı. Virüs uygun bir konakçıyı buldukça lifler uzar.

Bir Enterobacteria faj T7 virionunun açıklamalı şematik çizimi (kesit ve yandan görünüm)

Virüs, 55 nm iç çapa sahip ikosahedral (yirmi yüz) bir  faj kapsidi ve kapside 19 nm çapında ve 28.5 nm uzunluğunda bir kuyruk ile karmaşık yapısal simetriye sahiptir . Enfeksiyon üzerine kapsitten proteinlerin atılması, virüsün hücreye girdiğinde yapısını değiştirmesine neden olur.

Genetik şifre

Genom faj T7 ilk tamamen sekanslandı genomları arasındaki ve faj partikülünün kafa içerir, 1983 yılında yayınlanan, yaklaşık olarak 40 kbp'lik dsDNA genom 55 proteinleri kodlayan.

Yaşam döngüsü

T7'nin 37°C'de 17 dakikalık bir yaşam döngüsü vardır, yani enfeksiyondan konak hücrenin parçalanmasına kadar geçen süre, yeni faj serbest bırakıldığında. Kısa latent periyot nedeniyle , çoğu fizyolojik çalışma, enfekte hücrelerin 30 dakika sonra parçalandığı 30°C'de yürütülür. Bununla birlikte, zengin ortam sonuçlarında optimum koşullar altında 37˚C'de büyüyen sadece ~11 dakikalık bir latent periyotla T7'nin yüksek uygunluk suşları izole edilmiştir. Bu uyarlanmış faj 10 daha nüfusun etkili genişleme geçirebilen ¹³ büyüme, bir saat içinde.

Konak bakteri enfeksiyonu

Bir konak hücreyi enfekte eden T7 . Ek açıklamalarla şematik çizim.

Hareket halindeki bir T7 virionunun tomogramları. T7, liflerini hücre yüzeyinde "yürümek" için kullanıyor ve sonunda hücreyi enfekte ediyor.

Toplamda T7 üreme döngüsü

T7'nin çoğaltma makineleri, ayrıntılar

T7 faj, E.coli hücrelerinin yüzeyindeki belirli reseptörleri tanır ve viral kuyruk lifleriyle hücre yüzeyine bağlanır. Bazı T7 suşlarında, kuyruk lifleri , enzimatik aktivite yoluyla hücre yüzeyindeki O- veya K-antijenlerini bozan kuyruk sivri uçları ile değiştirilir .

Adsorpsiyon ve penetrasyon işlemi , bakteri hücre duvarının peptidoglikan tabakası içinde bir açıklık oluşturmak için lizozimleri kullanır ve viral DNA'nın bakteriye transferine izin verir. T7 benzeri fajın kısa, kısa kuyruğu hücre zarfını geçemeyecek kadar kısadır ve enfeksiyonun başlangıcında faj genomunu hücreye çıkarmak için virion proteinleri önce kuyruğun ucundan bir kanal yapmalıdır. hücre sitoplazmasına girer. Faj ayrıca viral genomun replikasyonunu başlatmak ve konak genomu parçalamak için gereken beş proteini serbest bırakır. T7 bakteriyofajı, peptidoglikan hücre duvarı ve CRISPR sistemi de dahil olmak üzere konakçı bakterinin savunmalarının birçoğunu geçersiz kılmak için geliştirilmiştir . T7 faj viral genomu yerleştirdikten sonra, konakçı genomun DNA replikasyonu süreci durdurulur ve viral genomun replikasyonu başlar.

Optimal koşullar altında, T7 faj, litik süreci 25 dakika içinde tamamlayarak E. coli konakçı hücresinin ölümüne yol açabilir . Parçalanma sırasında virüs 100'den fazla döl üretebilir.

Bileşenler

GP5 (gen tarafından kodlanan GP5 ) T7 faj en olan DNA polimeraz . T7 polimeraz, faj DNA replikasyonu sırasında kayan bir kıskaç olarak bir REDOX proteini olan E. coli'nin endojen tioredoksinini kullanır (tioredoksin normalde farklı bir işleve sahiptir). Kayar kıskaç, polimerazı DNA üzerinde tutmak için işlev görür ve bu da sentez hızını arttırır.

DNA replikasyonu ve onarımı

Faj T7 basit bilinen sahip bir DNA replizom aşağıdakilerden oluşan, helikaz ve primaz tek bu reside polipeptit zinciri biçimleri bu DNA ve varlığında, bir heksamer ATP veya dTTP'nin . E. coli tioredoksin tarafından desteklenen T7 DNA polimeraz , hem öncü hem de gecikmeli iplikli DNA sentezini gerçekleştirir .

Faj T7'de, DNA çift sarmal kopmaları , kopma bölgesindeki bir boşluğa bir donör DNA yamasının yerleştirilmesiyle büyük olasılıkla onarılır. Çift iplik kırıklarının bu onarımı , DNA'nın homolog tamamlayıcı ipliklerinin tavlanmasını destekleyen gen 2.5 proteini tarafından kolaylaştırılır .

replikatif ara ürünler

Replike hücre-içi DNA hücrelerin çözülmesinden sonra uzanmış faj T7, ve, genellikle daha olgun faj kromozom (11 ila 15 uM) ve olgun faj 66 katı bir uzunluğa şeritlerin kadar doğrusal birleştirilmiş yüksek formunda oluşabilir daha kromozom. Çoğaltılan DNA ayrıca, DNA'nın sıkıştırılması için gerekli olan süper sarmal bükülmelerin hücre lizizi üzerine iplik çentiği ile serbest bırakıldığı çok sayıda ilmekli DNA konfigürasyonlarına tekabül eden sarmal halka yapıları biçiminde de görülebilir.

Moleküler biyolojideki uygulamalar

T7 promotör dizisi, T7 RNA polimeraz için son derece yüksek afinitesi ve dolayısıyla yüksek düzeyde ekspresyonu nedeniyle moleküler biyolojide yaygın olarak kullanılır .

T7, sentetik biyolojide model olarak kullanılmıştır . Chan ve ark. (2005) T7'nin genomunu " yeniden düzenledi ", genomunun yaklaşık 12 kbp'sini mühendislik DNA'sı ile değiştirdi. Tasarlanmış DNA, çeşitli şekillerde çalışmak için daha kolay olacak şekilde tasarlandı: bireysel fonksiyonel elementler, basit modifikasyon için kısıtlama endonükleaz bölgeleriyle ayrıldı ve örtüşen protein kodlama alanları ayrıldı ve gerektiğinde, tek baz çifti sessiz mutasyonlarla değiştirildi . T7, tümör hücrelerini tedavi etmek için insan osteosarkomunda test edilmiştir .

Referanslar

Dış bağlantılar

• ABD Ulusal Tıp Kütüphanesinde T7+Faj Tıbbi Konu Başlıkları (MeSH)
• [1] Viral Bölge
• T7-ana bilgisayar etkileşimleri hakkında Yeni Ayrıntılar . Mikrop Dergisi
• T7 referans proteom içinde Uniprot