El virus de Salmonella P22 es un bacteriófago de lafamilia Podoviridae que infecta a Salmonella typhimurium . [1] Como muchos fagos, se ha utilizado en biología molecular para inducir mutaciones en bacterias cultivadas e introducir material genético extraño. [2] P22 se ha utilizado en la transducción generalizada y es una herramienta importante para investigar lagenética de Salmonella . [1]
Virus de la salmonela P22 | |
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Clasificación de virus | |
(no clasificado): | Virus |
Reino : | Duplodnaviria |
Reino: | Heunggongvirae |
Filo: | Uroviricota |
Clase: | Caudoviricetes |
Pedido: | Caudovirales |
Familia: | Podoviridae |
Género: | Virus de Lederberg |
Especies: | Virus de la salmonela P22 |
Morfología, clasificación y parientes
P22 comparte muchas similitudes en la estructura genética y la regulación con el bacteriófago λ . [1] Es un fago de ADN bicatenario templado, así como un fago lambdoide, ya que lleva el control de las regiones de expresión génica y los primeros operones similares a los del bacteriófago λ. [3] Sin embargo, los genes que codifican las proteínas que construyen el virión son diferentes de los del bacteriófago λ. [3] El P22 tiene una cabeza de virión icosaédrica (T = 7) de 60 nm de diámetro y una cola corta. [3] Esta morfología del virión coloca a P22 en el grupo formal de Podoviridae . [3] Tradicionalmente, P22 se asocia con virus con patrones de transcripción genómica y ciclos de vida similares, incluido el bacteriófago λ y todos los demás fagos lambdoides. Sin embargo, esta relación parece estar sobreestimada. [4] Otros parientes con morfología de cola corta similar y homología del ADN en los genes de las proteínas del virión incluyen los bacteriófagos λ y Ε34. [3] Muchos Podoviridae , por ejemplo los fagos T7 y Φ29, comparten pocas similitudes de ADN con P22, aunque sus morfologías de viriones son similares. [3]
Genómica
Factor de accesorio de cola P22 | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | P22_Tail-4 | |||||||
Pfam | PF11650 | |||||||
InterPro | IPR020362 | |||||||
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P22 tiene un cromosoma de ADN de doble hebra lineal dentro de su virión que tiene aproximadamente 44 kilobases de largo con extremos romos y un mapa genético circular. [3] Sin embargo, su secuencia de nucleótidos "de tipo salvaje" tiene una longitud de aproximadamente 42 kilobases. [3] Se ha secuenciado el genoma de P22 y se han anotado sesenta y cinco genes. [1] Los resultados de la secuenciación apoyan la hipótesis de que el fago P22 es un virus que ha evolucionado mediante una extensa recombinación con otros virus. [1]
La investigación de P22 se ha centrado en sus diferencias con el bacteriófago λ, incluidos los mecanismos por los que circulariza el ADN tras la infección y empaqueta el ADN en el virión. [3] Antes de abandonar la célula huésped, los cromosomas del virión se empaquetan en cápsides a partir de concatémeros de la secuencia que resultan de la replicación del ADN en círculo rodante. [3] El ADN empaquetado de P22 tiene una duplicación directa de aproximadamente el 4% en ambos extremos, ya que el interior del virión tiene más espacio del que ocupa el 100% de la secuencia. [3] Este proceso se denomina "empaquetado completo", ya que el ADN replicado se "rellena" en el virión hasta que se llena, en lugar de llenar cada virión con una sola copia de la secuencia. [3] Esto generalmente abarca 48 Kb, por lo que parte del ADN del hospedador se transfiere junto con el fago.
Después de la infección del hospedador, el ADN del virión lineal P22 se circulariza mediante un evento de recombinación homóloga entre las repeticiones directas en ambos extremos del cromosoma. [3] Esto puede realizarse mediante productos del gen rec del huésped , pero también mediante genes de función de recombinación P22 en ausencia de enzimas del huésped. [3] El ADN circularizado que contiene una copia de la secuencia de nucleótidos P22 es el sustrato para la expresión génica y la replicación del ADN. [3]
Ciclo vital
El P22 "Tailspike" proteína está anclada en la cubierta viral y se utiliza para ayuda en la penetración de las membranas de las células huésped. La punta de cola de P22 tiene un pliegue de hélice beta inusual . La infección comienza cuando la punta de la cola gp9 del fago P22 se une al lipopolisacárido del antígeno O en la superficie del hospedador Salmonella typhimurium . [1] La proteína de la fibra de la cola del virión tiene actividad endorhamnosidasa, que escinde la cadena del antígeno O. [3] Tras la infección, P22 puede entrar en una vía de crecimiento lítica o lisogénica . [1] En la vía lítica, la replicación viral procede inmediatamente después de la infección y libera aproximadamente 300-500 progenie de fagos mediante lisis celular en una hora. [1] Sin embargo, en la vía lisogénica, el cromosoma del fago se integra en el cromosoma del huésped y pasa a las células hijas a través de la división celular. [1] El factor principal que controla la vía de crecimiento es la multiplicidad de infecciones (moi); la moi alta favorece la vía lisogénica y la moi baja favorece la vía lítica. [1]
Camino de ensamblaje
La cápside viral ha sido objeto de estudios en el ensamblaje del virus P22. Al igual que otros virus dsDNA grandes, el P22 primero construye una estructura de proteína "procapsid" y luego la empaqueta con el cromosoma del ADN. [3] La procapsida P22 es ensamblada por una proteína bien estudiada. [3] Aproximadamente 250 moléculas de proteína de andamiaje están presentes en la procapside durante el ensamblaje, pero durante el empaquetado del ADN, se libera la proteína de andamiaje. [3] La proteína de andamiaje liberada no se daña y puede volver a ensamblarse con la proteína de la cubierta recién sintetizada para producir más procápsidos. [3]
En las infecciones de laboratorio, las moléculas de proteína de andamiaje participan en 5 rondas de ensamblaje de procapside en promedio. [3] Dado que la proteína de andamiaje P22 media el ensamblaje de otras proteínas sin convertirse en parte de la estructura terminada, actúa catalíticamente. [3] La proteína de andamiaje de acción en el ensamblaje de procapside es común en otros virus icosaédricos grandes, incluidos los virus del herpes de eucariotas, pero en algunos casos el andamio se elimina proteolíticamente en lugar de reutilizarse. [3] Además, la proteína de andamiaje P22 puede reprimir la síntesis de proteína de andamiaje adicional cuando no se ensambla en procapsids. [3]
Los productos de tres genes adyacentes son necesarios para la estabilización del ADN condensado dentro de las cápsides del fago P22 : Gp4, Gp10 y Gp26. [5] Estas proteínas actúan tapando el orificio por el que entra el ADN. [6] Estas tres proteínas parecen polimerizarse en las cápsides recién llenas para formar el cuello del fago maduro a través del cual se inyectará el ADN en una célula . Gp4 (factor accesorio de la cola P22) es el primer factor accesorio de la cola que se agrega a las cápsides recién llenas de ADN durante la morfogénesis P22. En solución, la proteína actúa como monómero y tiene una baja estabilidad estructural. La interacción de gp4 con la proteína portal implica la unión de dos conjuntos no equivalentes de seis proteínas gp4. Gp4 actúa como un adaptador estructural para gp10 y gp26, los otros factores accesorios de la cola. [7]
Aplicación a la investigación genética de Salmonella
La transducción se ha utilizado ampliamente en genética bacteriana y es útil en la construcción de cepas. [8] En general, la transducción dentro de cada especie bacteriana requiere el uso de un fago específico; por ejemplo, P22 se ha utilizado para la transducción en S. enterica sv. Typhimurium. [8] Un factor significativo en el desarrollo de la genética de S. enterica ha sido la facilidad de uso de P22 para cruces transduccionales. [8] En particular, P22 es estable en almacenamiento, se obtienen fácilmente cepas de alto título y se han aislado mutantes deficientes en integración y transducción de alta frecuencia (HT). [8]
Ver también
- ARN Sar
Referencias
- ↑ a b c d e f g h i j Peter E. Prevelige Jr. (2006). Richard Calender (ed.). Los bacteriófagos (2ª ed.). Nueva York, Nueva York: Oxford University Press. págs. 457–468. ISBN 978-0-19-514850-3.
- ^ Snyder L, Champness W (2007). Genética molecular de bacterias (3ª ed.). Prensa ASM. ISBN 978-1-55581-399-4.
- ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x Casjens, Sherwood. "Información sobre el bacteriófago P22" . ASM División M: Bacteriófago P22 . Sociedad Americana de Microbiología. Archivado desde el original el 26 de diciembre de 2010 . Consultado el 15 de abril de 2012 .
- ^ Ackermann, HW (2015). "El problema lambda - P22" . Bacteriófago . 5 (1): e1017084. doi : 10.1080 / 21597081.2015.1017084 . PMC 4422791 . PMID 26442187 .
- ^ Strauss H, King J (febrero de 1984). "Pasos en la estabilización del ADN recién empaquetado durante la morfogénesis del fago P22". J. Mol. Biol . 172 (4): 523–43. doi : 10.1016 / S0022-2836 (84) 80021-2 . PMID 6363718 .
- ^ Eppler K, Wyckoff E, Goates J, Parr R, Casjens S (agosto de 1991). "Secuencia de nucleótidos de los genes del bacteriófago P22 necesarios para el empaquetado del ADN". Virología . 183 (2): 519–38. doi : 10.1016 / 0042-6822 (91) 90981-G . PMID 1853558 .
- ^ Olia AS, Al-Bassam J, Winn-Stapley DA, Joss L, Casjens SR, Cingolani G (2006). "Estabilización inducida por unión y ensamblaje del factor accesorio de cola del fago P22 gp4". J Mol Biol . 363 (2): 558–76. doi : 10.1016 / j.jmb.2006.08.014 . PMID 16970964 .
- ^ a b c d Neal, BL; PK Brown; PR Reeves (noviembre de 1993). "Uso de Salmonella Phage P22 para la transducción en Escherichia coli" . Revista de bacteriología . 175 (21): 7115–7118. doi : 10.1128 / jb.175.21.7115-7118.1993 . PMC 206843 . PMID 8226656 .
enlaces externos
- Fago P22