Ugrás a tartalomhoz

Molekuláris biológia I-II.

Bálint Miklós (2010)

Educatio Társadalmi Szolgáltató Nonprofit Kft.

4.12. A T4-fág összeállítódása

4.12. A T4-fág összeállítódása

Ez a folyamat sokkal bonyolultabb, mint a dohánymozaik-vírus képződése, hiszen negyven fehérje vesz részt egy sokkal magasabb strukturális organizációt mutató vírustok képzésében. Ezenkívül még 13 másik fehérje is szerepel a vírus kialakításában.

A T4-vírus összeállításának három fő része van, ezek során alakul ki, egymástól függetlenül, a feji rész, a törzsi rész és a farki fibrillumok.

Mindhárom folyamat szigorúan megszabott sorrend szerint történik. Például minden burokfehérje egyszerre szintetizálódik a fertőzés utáni második fázis során. Vagyis az összeállási folyamat sorrendjét maguk az ,,alkatrészek” mennyisége és szerkezete szabja meg. Tehát egyik összeállási folyamat sem indulhat el megfelelő sebességgel, anélkül hogy az azt megelőző fázis ne fejeződött volna be. Mindegyik lépés olyan konformáció változást hoz létre, ami a következő folyamatot irányítja. A folyamatok kötési energiájának egy része arra fordítódik, hogy csökkentse a következő lépés aktivációs szabadenergiáját és így megnövelje ezen folyamat sebességét.

Az, hogy csak a teljesen elkészült feji, törzsi és farki, továbbá fibrilláris részek tudnak egyesülni kész vírussá, azt biztosítja, hogy csak komplett virionok tudnak képződni.

A T4-virionok összeállítódása nem csak önszerveződés (,,self assembly”) révén jön létre. Úgynevezett vázfehérjék (,,scaffold proteins”) és proteázok is szerepet kapnak a felépülésükben.

Például három fehérje kell ahhoz, hogy a törzs bázislemezének központi csöve (csapja) kialakuljon. Ez a három fehérje azután a végső sruktúra kialakításában nem vesz részt, tehát tipikus ,,scaffold” fehérjék (vázfehérjék).

Különféle proteázok viszont a fej kialakításában kapnak jelentős szerepet. Például a 23. gén által kódolt 45 kDa-os fehérje a részben elkészült feji rész fehérjéjét hasítja parciálisan, és ezzel lehetővé teszi a vírus-DNS fejbe való bejutását.

Vagyis a T4 összeállítódása önszervezés, vázfehérjék és enzimatikus folyamatok közreműködése révén jön létre (4.29. ábra).

 

4.29 ábra. A T4 fág morfogenezise. A számok azt jelzik, hogy mely számmal jelzett gének kifejeződése kell ahhoz, hogy a nyíllal jelölt folyamat lejátszódjon. (A T4 fág génjeinek száma kb. 150, lásd 4.1. táblázatot).

 

   

A T4-fág DNS-e egy előre elkészült fág feji részébe jut be. A DNS teljes hossza 56 μm és ennek el kell férnie egy 0,1 μm hosszú fágfejben. Ezenkívül a fág-DNS térfogata 1,8×104μm3, ami alig kisebb, mint a fágfej térfogata (2,5×104μm3). Bizonyított, hogy a fágfej számos fehérjéje elhasad, és ezután lép be a DNS a fejbe (4.30. ábra) ahol mint egy fonálgombolyag tölti ki a teret.

 

4.30. ábra. A T4 DNS bejutása a fágfejbe.

 

   

Ne felejtsük, hogy a T4-DNS replikációja is hosszú konkatamer formában történik úgy, mint ahogy ezt a λ-fág esetén leírtuk. Ez a hosszú DNS azután a fág által termelt specifikus nukleáz hatására darabokra hasad (specifikus szekvenciák felismerése révén – lásd a következő részben), amelyek ezután gyorsan be tudnak épülni a fágfejekbe.