Enterobacteria fagas T2 — uodeguotasis bakteriofagas, užkrečiantis E. coli
Enterobacteria fagas T2 — uodeguotasis bakteriofagas, užkrečiantis E. coli: sužinokite apie jo struktūrą, DNR įšvirkštinimą ir Hershey–Chase atradimus.
T2 fagą tiksliau būtų vadinti Enterobacteria fagu T2. Tai virulentiškas bakteriofagas, kuris užkrečia Escherichia coli bakterijas. Jame yra linijinė dvigrandė DNR, kurią dengia apsauginis baltyminis apvalkalas. T2 priskiriamas prie „uodeguotųjų“ fagų (angl. tailed phages) ir yra vienas iš T‑even grupės atstovų, kartais paminimų kaip T4 tipo virusai.
Sandara ir morfologija
T2 turi aiškiai išvystytą viriono struktūrą: icosaedrinį galvutės apvalkalą, kuriame telpa linijinė DNR, bei kontraktilią uodegą su uodeginių pluoštelių (tail fibers) sistema. Uodega ir pluošteliai leidžia fagui prisitvirtinti prie bakterinės ląstelės paviršiaus ir įšvirkšti savo genetinę medžiagą per žievės sluoksnį į citoplazmą.
Gyvenimo ciklas
Fago infekcijos eiga paprastai yra lytinė (lytinis ciklas):
- Adsorbcija: fagas prisitvirtina prie specifinių bakterijos paviršiaus struktūrų;
- Įšvirkštimas: uodegos susitraukimas stumia DNR per bakterijos sienelę į ląstelę;
- Kontrolės perėmimas: fago DNR paverčia ląstelės biosintezės sistemą, priverčiant ją gaminti fago DNR ir baltymus;
- Surinkimas (assembly): naujos galvutės užpildomos DNR, prijungiama uodega ir formuojami pilni virionai;
- Lyziravimas: fermentai, pvz., holinai ir endolizinas, sutrikdo bakterijos sienelę ir ląstelė sprogo, išlaisvindama naujus fagus.
Kadangi T2 yra virulentinis fagas, jis neintegruoja savo DNR į bakterijos genomą (t. y. nėra lizogeninio ciklo), o užbaigia infekciją per lizę, naikindamas šeimininko ląstelę.
Istorinis ir mokslinis reikšmė
Alfredas Hershey ir Martha Chase atliko Hershey ir Martha Chase eksperimentus, kurių metu parodė, kaip virusų DNR įšvirkščiama į bakterijų ląsteles, o didžioji dalis virusų baltymų lieka išorėje. Jie žymėjo faginę DNR radioaktyviuoju fosforu (32P) ir baltyminį apvalkalą siera (35S). Po infekcijos ir mechaninio skilimo (vortex) radioaktyvumas, atitinkantis DNR, rastas bakterijų ląstelėse, o baltymai liko supakuoti su tuščiais virionais. Šie rezultatai buvo vienas iš kertinių įrodymų, kad DNR yra paveldimoji medžiaga.
Panaudojimas ir reikšmė šiandien
T2 ir kiti T‑even fagai istorijoje tarnavo kaip modeliniai objektai molekulinės biologijos tyrimuose: tyrinėti DNR replikacija, transkripcija, baltymų sintezė ir virusų surinkimo mechanizmai. Nors daugiausia šių fagų panaudojimo buvo akademiniuose tyrimuose, bakteriofagų tyrimai šiandien grįžta į dėmesį dėl galimos panaudos kaip alternatyvos antibiotikams (fagoterapija), taip pat kaip įrankių biotechnologijose.
Hosto ribotumas ir sauga
T2 paprastai užkrečia E. coli ir artimas Enterobacteriaceae šeimos bakterijas; jo specifika priklauso nuo sugebėjimo atpažinti bakterijos paviršiaus receptorius. Tyrimų ir laboratorinio darbo su T2 fagais atlikimas reikalauja mikrobiologinės saugos priemonių ir atitinkamų reguliavimo reikalavimų laikymosi. Fagai, kurie yra lytiniai ir naikina bakterijas, nėra žmogaus patogenai, tačiau su jais reikia elgtis atsargiai, kad būtų išvengta netyčinių kultūrų kryžminės taršos ar ekosisteminių poveikių.
Santrauka: Enterobacteria fagas T2 yra tipinis uodeguotasis, lytinis bakteriofagas, turintis linijinę dvigrandę DNR ir specifinį infekcijos mechanizmą, kuris padėjo mokslui suprasti, kad DNR yra pagrindinė genetinė medžiaga. Jo tyrimai ir šiandien prisideda prie fundamentinės biologijos ir galimų praktinių taikymų plėtros.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra T2 fagas?
A: T2 fagas, dar žinomas kaip Enterobacteria phage T2, yra virusas, kuris užkrečia Escherichia coli bakterijas.
K: Kokio tipo DNR yra T2 fage?
A.: T2 fage yra linijinė dvigrandė DNR.
K: Ar T2 fagą dengia apsauginis baltyminis apvalkalas?
A: Taip, T2 fagą dengia apsauginis baltyminis apvalkalas.
K: Kokiai virusų grupei priklauso T2 fagas?
A.: T2 fagas priklauso virusų grupei, vadinamai "T4 tipo virusais".
K: Kaip T2 fagas užkrečia E. coli ląsteles?
A: T2 fago DNR įšvirkščiama į E. coli ląsteles, kurios greitai paverčia E. coli ląstelę į T2 gaminantį fabriką. Nauji fagai išsiskiria ląstelės plyšimo metu.
K.: Ką parodė Hershey-Chase eksperimentai?
A: Hershey-Chase eksperimentai parodė, kad virusų DNR įšvirkščiama į bakterijų ląsteles, o didžioji dalis virusų baltymų lieka išorėje. Dėl įšvirkštų DNR molekulių bakterijų ląstelės gamina daugiau virusų DNR ir baltymų. Šie atradimai parodė, kad DNR, o ne baltymai yra paveldimoji medžiaga.
Klausimas: Kas atliko Hershey-Chase eksperimentus?
A: Hershey-Chase eksperimentus atliko Alfredas Hershey ir Martha Chase.
Ieškoti