Ang Bacteriophage T4 ay kabilang sa malalaking phage ng T-even series. Ang T4 phage DNA ay linear, double-stranded, ay may molecular weight na 120 * 10 6, isang haba ng 165 thousand base pairs, na sapat na upang mag-encode ng mga 200 genes. Ang posisyon sa genetic na mapa ng halos 100 phage genes ay natukoy (Larawan 1). Ang mga molekula ng Phage DNA ay nailalarawan sa pamamagitan ng terminal redundancy (ang haba ng mga rehiyong ito ay ilang porsyento ng buong haba ng DNA, ibig sabihin, ilang libong base pairs). Ang mga molekula ng Phage DNA ay magkapareho sa laki at genetic na komposisyon, ngunit magkakaiba sa pagkakasunud-sunod ng nucleotide (bilang resulta ng cyclic permutations ng mga gene).

Ang T4 ay isang napakalaking phage na may medyo kumpleto at independiyenteng replicative apparatus. Sa loob ng isang minuto pagkatapos ng adsorption ng T4 phage, ang synthesis ng mga host molecule ay halos ganap na huminto, ang transkripsyon ng ilang phage genes ay nagsisimula, at pagkatapos ng 4 na minuto, ang phage DNA replication ay isinasagawa na. Ang impeksyon sa T4 phage ay isang mahusay na modelo para sa pag-aaral ng kontrol ng pagtitiklop at pagpapahayag ng gene.

Ang pagtitiklop ng DNA ng T4 phage ay nagsisimula sa isang puntong matatagpuan sa pagitan ng mga gene 42 at 43 at napupunta sa dalawang direksyon. Nang maglaon, maraming replication point ang lumitaw, na nagreresulta sa hanggang 60 replication forks.

Ang isa sa mga pakinabang ng paggamit ng T4 phage bilang isang modelong sistema para sa pag-aaral ng pagtitiklop ng DNA ay ang lahat ng mga protina na kinakailangan para sa pagpapahaba ng kadena ay naka-encode ng phage. Labing-isang protina ang natukoy na kasangkot sa pagbuo at paggalaw ng replication fork, ngunit 5 lamang sa kanila ang kinakailangan upang lumikha ng core system. Ito ang mga produkto ng genes 43 (T4 DNA polymerase), 32 (single-stranded DNA binding protein), 44, 62, 45 (auxiliary proteins). Tinutukoy ng pakikipag-ugnayan ng mga protina na ito ang katapatan ng pagtitiklop.

Sa komposisyon ng DNA ng T4 phage (at iba pang T-even phages) sa halip na ang karaniwang cytosine. may kasamang hindi pangkaraniwang base - oxymethylcytosine (OMC). Karamihan sa mga residue ng OMC ay glucosylated. Ang DNA na may mga binagong base ay hindi pinuputol ng halos lahat ng kilalang restriction enzymes. Mga enzyme ng paghihigpit E.coli kilalanin ang mga di-glucosylated na nalalabi ng OMC sa ilang mga sequence, at sirain ang naturang DNA. Ang mga T-even phage ay hindi lamang nagpoprotekta laban sa mga enzyme ng paghihigpit sa host, ngunit nag-encode din ng mga nucleases na nagpapababa sa hindi nabagong host DNA at hindi kumikilos sa phage DNA.

Glycosylation ng OMC residues sa T4 phage DNA ay genetically tinutukoy; ito ay nangyayari sa pamamagitan ng paglilipat ng glycosyl residues sa DNA sa loob ng ilang minuto pagkatapos ng polymerization sa tulong ng mga tiyak na enzymes, glycosyltransferases. Ang ganitong paraan ng pakikibaka ay maaaring lumitaw lamang sa isang malaking phage tulad ng T4.

Ang Bacteriophage T4 ay isang mas kumplikadong virus kaysa sa TMV. Ang double stranded DNA nito ay naglalaman ng humigit-kumulang 165 genes kumpara sa

kanin. 30.7. Isang seksyon ng TMV RNA na nagpapasimula ng pagpupulong ng isang particle ng TMV virus.

kanin. 30.8. Electron micrograph ng bahagyang na-reconstruct na mga particle ng TMV. Dalawang buntot ng RNA ang nakikitang umaabot mula sa bawat lumalagong virion.

kanin. 30.9. Scheme ng VTM assembly. A - ang rehiyon ng pagsisimula sa RNA ay bumubuo ng isang loop at pumasa sa gitnang butas ng disk ng protina. ang disc ay nagbabago sa isang helical na "shock washer" na hugis. B - ang mga bagong disc ay nakakabit sa dulo ng RNA kung saan matatagpuan ang loop. ang isa sa mga dulo ng RNA ay patuloy na kinakaladkad sa gitnang butas at nakikipag-ugnayan sa mga bagong disc. eskematiko na representasyon ng isang molekula ng RNA sa isang bahagyang natipon na virus. Ang direksyon ng paggalaw ng RNA ay ipinahiwatig ng isang arrow. (Butler P. J. G., Klug A., Sci.Amer., 1978.)

na may 6 na TMV genes. Gayunpaman, ang istraktura, pagpaparami, at proseso ng pagpupulong ng T4 phage ay napag-aralan nang mabuti, dahil ito ay sumailalim sa masinsinang genetic at biochemical analysis. Ang Virion T4 ay binubuo ng isang ulo. proseso at anim na filament (fibrils) ng proseso (Fig. 30.10). Ang molekula ng DNA nito ay mahigpit na nakaimpake sa loob ng isang icosahedral protein shell at bumubuo sa ulo ng virus. Ang proseso ay binubuo ng dalawang coaxial tube na konektado sa ulo sa pamamagitan ng isang maikling leeg. Sa proseso, ang contractile sheath ay pumapalibot sa gitnang baras kung saan ang DNA ay ipinakilala sa host bacterium. Ang proseso ay nagdadala sa dulo ng basal plate na may anim na maiikling ngipin, kung saan umaabot ang anim na mahabang manipis na filament.

Ang mga dulo ng mga filament ng proseso ay nagbubuklod sa mga partikular na site sa E. coli cell. Bilang resulta ng pag-urong na umaasa sa ATP, hinihila ng kaluban ang ulo ng phage sa basal lamina at proseso ng mga filament, at bilang isang resulta, ang gitnang baras ay tumagos sa dingding ng cell, ngunit hindi sa pamamagitan ng lamad ng cell. Ang nakalantad na phage DNA pagkatapos ay tumagos sa lamad ng cell. Pagkatapos ng ilang minuto, ang lahat ng mga reaksyon ng synthesis ng cellular DNA, RNA at protina ay huminto at ang synthesis ng viral macromolecules ay nagsisimula. Sa madaling salita, ang virus na nakakahawa sa cell ay tumatagal sa mga sintetikong mekanismo ng bacterial cell at pinapalitan ang mga gene nito ng sarili nitong.

Mayroong tatlong grupo ng mga gene sa T4 phage DNA na na-transcribe sa iba't ibang yugto ng impeksyon: bago, maaga, at

kanin. 30.10. Electron micrograph ng T4 phage. (Williams R. C., Fisher H. W., Isang electron micrographic atlas ng mga virus, C. C. Thomas, Springfield,

1974. Muling nai-print nang may mabuting pahintulot ng publisher.)

Talahanayan 30.2. (tingnan ang pag-scan) T4 phage genes

mamaya. Ang mga pre-early at early genes ay isinasalin at isinalin bago ma-synthesize ang T4 phage DNA. Ang ilang mga protina na na-encode ng mga gene na ito ay pinapatay ang synthesis ng cellular macromolecules. Di-nagtagal pagkatapos ng impeksyon, ang DNA ng host cell ay pinababa ng deoxyribonuclease, na na-encode ng isa sa mga unang gene ng T4 phage. Ang DNA ng T4 phage mismo ay hindi hydrolyzed ng enzyme na ito, dahil hindi ito naglalaman ng mga kumpol (grouped residues) ng cytosine. Ang T4 phage DNA ay naglalaman ng hydroxymethylcytosine (HMC) sa halip na cytosine. Bilang karagdagan, ang mga nalalabi ng HMC sa T4 DNA ay glucosylated.

Ang mga cytosine derivatives na ito ay isinama sa T4 bacteriophage DNA sa pamamagitan ng pagkilos ng ilang phage-specific na enzyme na na-synthesize nang maaga sa impeksyon. Ang isa sa kanila ay nag-hydrolyze ng dCTP upang bumuo ng dCMP upang maiwasan ang pagsasama ng dCTP sa T4 phage DNA. Pagkatapos ang pangalawang enzyme ay nagpapakilala ng isang hydroxymethyl group sa dCMP, at

Hydroxymethylcytidylate. Ang ikatlong enzyme ay nagko-convert ng α-hydroxymethylcytidylate sa triphosphate, na nagsisilbing substrate para sa DNA polymerases. Sa wakas, ang ikaapat na enzyme ay nag-glycosylate ng ilan sa mga residue ng hydroxymethylcytosine ng DNA.

Ang synthesis ng mga late na protina ay nauugnay sa pagtitiklop ng T4 phage DNA. Sa yugtong ito, nabuo ang mga protina ng capsid at lysozyme. Kapag nakumpleto ang pagpupulong ng mga progeny virion, ang lysozyme ay nag-hydrolyze sa bacterial cell wall at sinisira ito. Humigit-kumulang 20 minuto pagkatapos ng impeksyon, humigit-kumulang dalawang daang bagong mga partikulo ng virus ang lilitaw.