Hispanopedia WikiEl bacteriófago Qbeta ( Qubevirus durum ), comúnmente conocido como Qbeta o Qβ, es una especie que comprende varias cepas de virus de ARN de cadena positiva que infectan bacterias con pili F , principalmente Escherichia coli . Su genoma lineal se encuentra empaquetado en una cápside icosaédrica con un diámetro de 28 nm. [ 1 ] El bacteriófago Qβ ingresa a la célula huésped tras unirse al lateral del pilus F. [ 2 ]
Genética
El genoma de Qβ tiene aproximadamente 4217 nucleótidos , dependiendo de la fuente que secuenció el virus. Qβ se ha aislado en todo el mundo en múltiples ocasiones, con diversas subespecies que codifican proteínas casi idénticas, pero que pueden tener secuencias de nucleótidos muy diferentes.
El genoma tiene tres marcos de lectura abiertos que codifican cuatro proteínas : la proteína de maduración/ lisis A2; la proteína de la cubierta ; una lectura continua de un codón de parada con fugas en la proteína de la cubierta, llamada A1; y la subunidad β de una ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp) denominada replicasa. El genoma está altamente estructurado, regula la expresión génica y se protege de las ARNasas del huésped . [ 2 ]
Proteína de recubrimiento A1
En la cápside hay aproximadamente 178 copias de la proteína de la cubierta y/o A1.
Replicasa/RdRp
La ARN polimerasa dependiente de ARN que replica tanto la cadena positiva como la negativa del ARN es un complejo de cuatro proteínas: la subunidad catalítica beta (replicasa, P14647 ) está codificada por el fago, mientras que las otras tres subunidades están codificadas por el genoma bacteriano: la subunidad alfa (proteína ribosómica S1), la subunidad gamma ( EF-Tu ) y la subunidad delta ( EF-Ts ). [ 3 ]
Se ha resuelto la estructura de la replicasa de ARN Qbeta ( PDB : 3AGP , 3AGQ ) . Las dos proteínas EF actúan como chaperonas tanto para la replicasa como para el producto de ARN. [ 4 ] De hecho, la polimerasa Qbeta pura no es lo suficientemente soluble como para producirse en grandes cantidades, por lo que se suele utilizar una proteína de fusión construida a partir de la replicasa y las dos subunidades EF. Esta fusión puede funcionar independientemente de la proteína ribosómica S1. [ 5 ]
Proteína de maduración/lisis A2
Todos los fagos de ARN de cadena positiva codifican una proteína de maduración, cuya función es unirse al pilus del huésped y al ARN viral. [ 6 ] La proteína de maduración recibe este nombre porque los mutantes ámbar en dicha proteína son incapaces de infectar a su huésped, o son "inmaduros". En el caso del bacteriófago MS2 , relacionado con el ARN monocatenario positivo, se demostró que la proteína de maduración era captada por el huésped junto con el ARN viral y posteriormente escindida. [ 7 ]
En el bacteriófago MS2 , la proteína de maduración se denomina proteína A, ya que pertenece al primer marco de lectura abierto del ARN viral. En Qβ, inicialmente se pensó que la proteína A era A1, dado que es más abundante en el virión y también es necesaria para la infección. [ 8 ] Sin embargo, una vez determinada la secuencia de Qβ, se reveló que A1 era una lectura continua del codón de parada con fugas.
A2 es la proteína de maduración de Qβ y tiene una función adicional como proteína de lisis. [ 9 ]
El mecanismo de lisis es similar al de la penicilina ; A2 inhibe la formación de peptidoglicano al unirse a MurA, que cataliza el primer paso enzimáticamente comprometido en la biosíntesis de la pared celular. [ 10 ]
Experimentos
Sol Spiegelman utilizó ARN del bacteriófago Qβ en experimentos que favorecían una replicación más rápida y, por lo tanto, cadenas de ARN más cortas. El resultado fue el Monstruo de Spiegelman, una cadena mínima de ARN de tan solo 218 nucleótidos que puede ser replicada por la replicasa de Qβ. [ 11 ]
Referencias
- ↑ Gorzelnik KV, Cui Z, Reed CA, Jakana J, Young R, Zhang J (octubre de 2016). "Estructura asimétrica por crio-EM del Allolevivirus canónico Qβ revela una única proteína de maduración y el ssRNA genómico in situ" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 113 (41): 11519– 11524. doi : 10.1073/pnas.1609482113 . PMC 5068298. PMID 27671640 .
- 1 2 Kashiwagi A, Yomo T (agosto de 2011). "Cambios fenotípicos y genómicos en curso en la coevolución experimental del bacteriófago de ARN Qβ y Escherichia coli" . PLOS Genetics . 7 (8) e1002188. doi : 10.1371/journal.pgen.1002188 . PMC 3150450. PMID 21829387 .
- ↑ van Duin J, Tsareva N (2006). "Fagos de ARN monocatenario. Capítulo 15". En Calendar RL (ed.). Los bacteriófagos (Segunda edición). Oxford University Press. págs. 175-196 . ISBN 978-0195148503.
- ↑ Takeshita D, Tomita K (septiembre de 2010). "Ensamblaje de la ARN polimerasa viral Q{beta} con los factores de elongación traslacional del huésped EF-Tu y -Ts" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 107 (36): 15733– 8. doi : 10.1073/pnas.1006559107 . PMC 2936634. PMID 20798060 .
- ^ Kita H, Cho J, Matsuura T, Nakaishi T, Taniguchi I, Ichikawa T, Shima Y, Urabe I, Yomo T (mayo de 2006). "Qbeta replicasa funcional fusiona genéticamente subunidades esenciales EF-T y EF-Tu con la subunidad beta". Revista de Biociencia y Bioingeniería . 101 (5): 421– 6. doi : 10.1263/jbb.101.421 . PMID 16781472 .
- ↑ Rūmnieks J, Tārs K (2018). "Interacciones proteína-ARN en bacteriófagos de ARN monocatenario". En Harris RJ, Bhella D (eds.). Complejos de proteínas y nucleoproteínas virales . Bioquímica subcelular. Vol. 88. Springer Singapore. pp. 281–303 . doi : 10.1007/978-981-10-8456-0_13 . ISBN 9789811084553. PMID 29900502 .
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- ^ Moore CH, Farron F, Bohnert D, Weissmann C (septiembre de 1971). "Posible origen de una proteína menor específica de virus (A1) en partículas Q-beta". Naturaleza . 234 (50): 204– 6. doi : 10.1038/newbio234204a0 . PMID 5288806 .
- ↑ Winter RB, Gold L (julio de 1983). "La sobreproducción de la proteína de maduración beta (A2) del bacteriófago Q conduce a la lisis celular". Cell . 33 ( 3): 877–85 . doi : 10.1016/0092-8674(83)90030-2 . PMID 6871998. S2CID 54345352 .
- ↑ Cui Z, Gorzelnik KV, Chang JY, Langlais C, Jakana J, Young R, Zhang J (octubre de 2017). "Estructuras de viriones Qβ, partículas similares a virus y el complejo Qβ-MurA revelan proteínas de la cubierta interna y el mecanismo de lisis del huésped" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 114 (44): 11697– 11702. doi : 10.1073/pnas.1707102114 . PMC 5676892. PMID 29078304 .
- ↑ Dawkins, Richard ; Wong, Yan (2016). El cuento del antepasado . Houghton Mifflin Harcourt. ISBN 978-0544859937.
- Bacteriófagos
- Fiersviridae