Những gì có trong đầu của bacteriophage • Galina Klink • Hình ảnh khoa học của ngày về "Các nguyên tố" • Virology

Có gì trong đầu của vi khuẩn

Máy hiển vi này, được chụp bằng kính hiển vi điện tử, chụp được đầu icosahedral của vi khuẩn (vi khuẩn gây nhiễm vi khuẩn) T4. T4 chuyên về vi khuẩn ruột, bao gồm Escherichia coli (Escherichia coli). Đây là một vi khuẩn khá lớn, chiều rộng của nó là khoảng 90 nm, và chiều dài của nó là 200 nm. Các cục màu đỏ bên trong đầu trong bức ảnh được đóng gói chặt chẽ DNA. Trên thực tế, bên cạnh DNA không có gì trong đầu của thực thể, chỉ vỏ protein là capsid.

Bộ gen của phage T4 là rất lớn, nó chứa 168.903 cặp nucleotide – chỉ nhỏ hơn 30 lần so với bộ gen của vật chủ của nó, Escherichia coli. Escherichia coli. Để so sánh, chiều dài của bộ gen papillomavirus ở người là 8000 cặp base. DNA mã hóa vi khuẩn dài như thế nào và nó thậm chí còn phù hợp với đầu của một loại virus như thế nào?

Phage T4 là một trong những loại virus phức tạp nhất. Ông mang DNA của mình về 300 gen mã hóa protein, và trong số này chỉ có 69 là cần thiết để ông tồn tại trong điều kiện phòng thí nghiệm tiêu chuẩn. Hầu hết các protein của phage T4 không giống với các protein đã biết của các sinh vật khác. Nhưng có những người có họ hàng được tìm thấy trong sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân chuẩn. Các chức năng của nhiều protein của vi-rút này vẫn chưa được thiết lập, chỉ riêng phần đầu có ít nhất 12 loại protein.Ngoài protein, vi khuẩn DNA mã hóa một số RNA vận chuyển và RNA điều hòa ngắn, một đặc tính chung cho các sinh vật tự chứa, nhưng không phổ biến trong các loại vi-rút.

Mô hình T4 vi khuẩn, protein được thể hiện bằng các màu khác nhau. Từ đầu của virus để lại một ống dài đuôi protein. Các tấm cơ bản với gai (màu tía), từ đó "chân" – sợi filament, với sự giúp đỡ của chúng, virus được giữ lại trên vi khuẩn. Khi vi khuẩn bám vào thành tế bào của nạn nhân, vỏ bọc co lại, lõi nằm bên trong xuyên qua tường và tiêm axit nucleic từ đầu vào tế bào vi khuẩn. Hình ảnh từ prophage.blogspot.com

Trong quá trình nhiễm trùng, vi khuẩn T4 hoàn toàn chuyển đổi công việc của các hệ thống tế bào của vật chủ sang các nhu cầu của nó. Ký sinh trùng này giúp các enzym của riêng nó để tổng hợp nucleotide, nhân đôi (gấp đôi) và sửa chữa (sửa chữa hư hại) DNA và nhiều protein khác. Ví dụ, T4 có một protein xâm nhập vào vi khuẩn cùng với DNA thực thể và ở giai đoạn đầu của nhiễm trùng làm thay đổi RNA polymerase (protein phiên mã chính – “viết lại” thông tin di truyền từ DNA sang RNA) của vi khuẩn để enzyme dễ dàng tương tác với DNA của so với DNA của tế bào.Điều này thúc đẩy sự tổng hợp các protein cần thiết bởi các phage lúc bắt đầu nhiễm trùng. Sau đó, một loại protein khác thay đổi polymerase để nó bắt đầu tương tác dễ dàng hơn với các gen T4 thực khuẩn cần thiết trong bước tiếp theo. Cuối cùng, sau một thay đổi khác, RNA polymerase của vi khuẩn bắt đầu tương tác với các gen T4 “muộn”.

Một ví dụ thú vị khác là một protein được chèn vào màng trong của tế bào chủ (E. coli, giống như bất kỳ vi khuẩn Gram âm nào tự tôn trọng, có hai màng tế bào) và không cho phép thông tin di truyền của các vi khuẩn khác xâm nhập vào bên trong. T4 cũng có các protein cắt DNA của vi khuẩn chủ và các vi khuẩn khác xâm nhập vào nó. Chúng không liên kết với DNA T4, bởi vì thay vì nucleotide của cytosine, nó chứa hydroxymethylcytosine đã được sửa đổi.

Protein cần thiết cho việc tổng hợp các virion mới (các hạt virus) và để đóng gói DNA vào chúng xứng đáng với vimania riêng biệt. Hơn 40% các protein của phage T4 có liên quan đến việc lắp ráp một virion bao gồm đầu và đuôi co rút đuôi để gắn vào vi khuẩn.Các virion rất phức tạp mà T4 có đặc biệt "giàn giáo sóc" tạo ra một bộ xương cho lắp ráp đầu và được loại bỏ từ nó khi chín.

Người ta vẫn chưa biết chính xác một phân tử DNA khổng lồ như thế nào phù hợp với đầu virus. Nhưng nó được biết rằng nó được kéo vào bên trong bởi các hành động của protein "động cơ", được liên kết với sự thủy phân của "phân tử năng lượng" – ATP. Toàn bộ bộ gen T4 được đẩy vào đầu trong năm phút.

Mô hình hiện đại bao bì DNA trong phần đầu của vi khuẩn T4

Các nhà khoa học đã cố gắng "dạy" T4 để đóng gói các axit nucleic hoặc protein vào trong đầu của nó. Người ta tin rằng theo cách này, các tải phân tử có thể được chuyển đến các tế bào nhân chuẩn.

Ảnh từ cgl.ucsf.edu.

Về microsop cryoelectronic cũng xem:
Giải Nobel Hóa học – 2017, "Yếu tố", 10/12/2017.

Về bacteriophages, xem thêm:
Vi khuẩn: 100 năm phục vụ nhân loại, "Khoa học đầu tay" №4, 2016.
Những người ăn vi khuẩn, Cơ chế phổ biến, số 10, 2013.

Galina Klink


Like this post? Please share to your friends:
Trả lời

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: