Bacteriófago MS2

El genoma MS2 es uno de los más pequeños conocidos, compuesto por 3569 nucleótidos de ARN monocatenario. ^{[ 4 ]} Codifica solo cuatro proteínas: la proteína de maduración ( proteína A ), la proteína de lisis ( lys ), la proteína de la cubierta ( cp ) y la proteína replicasa ( rep ). ^{[ 1 ]} El gen que codifica lys se superpone tanto al extremo 3' del gen corriente arriba ( cp ) como al extremo 5' del gen corriente abajo ( rep ), y fue uno de los primeros ejemplos conocidos de genes superpuestos . El genoma de ARN de cadena positiva actúa como ARN mensajero y se traduce tras el desensamblaje viral dentro de la célula huésped. Aunque las cuatro proteínas están codificadas por el mismo ARN mensajero/viral, no todas se expresan al mismo nivel.

Un virión MS2 (partícula viral) tiene  un diámetro de aproximadamente 27 nm, según lo determinado por microscopía electrónica. ^{[ 5 ]} Consta de una copia de la proteína de maduración y 180 copias de la proteína de la cubierta (organizadas como 90 dímeros ) dispuestas en una envoltura icosaédrica con número de triangulación T=3 , que protege el ARN genómico en su interior. ^{[ 6 ]} El virión tiene un punto isoeléctrico (pI) de 3,9. ^{[ 7 ]}

La estructura de la proteína de la cubierta es una lámina β de cinco hebras con dos hélices α y una horquilla . Cuando se ensambla la cápside , las hélices y la horquilla se orientan hacia el exterior de la partícula, mientras que la lámina β se orienta hacia el interior. ^{[ 8 ]}

El virus MS2 infecta bacterias entéricas que portan el factor de fertilidad (F) , un plásmido que permite a las células actuar como donantes de ADN en la conjugación bacteriana . Los genes del plásmido F especifican las proteínas del pilus F , entre las que se incluye la proteína F-pilina, que actúa como receptor viral. El MS2 se une a la F-pilina en el lateral del pilus mediante su única proteína de maduración.

Una vez que el ARN viral ha entrado en la célula, comienza a funcionar como ARN mensajero para la producción de proteínas del fago. El gen de la proteína más abundante, la proteína de la cápside, puede traducirse inmediatamente. El inicio de la traducción del gen de la replicasa normalmente está oculto dentro de la estructura secundaria del ARN, pero puede abrirse transitoriamente cuando los ribosomas pasan a través del gen de la proteína de la cápside. La traducción de la replicasa también se detiene una vez que se han producido grandes cantidades de proteína de la cápside; los dímeros de la proteína de la cápside se unen y estabilizan la " horquilla operadora " del ARN, bloqueando el inicio de la replicasa. El inicio del gen de la proteína de maduración es accesible en el ARN que se está replicando, pero está oculto dentro de la estructura secundaria del ARN en el ARN MS2 completo; esto asegura la traducción de solo unas pocas copias de la proteína de maduración por ARN. Finalmente, el gen de la proteína de lisis solo puede iniciarse mediante ribosomas que han completado la traducción del gen de la proteína de la cápside y "retroceden" al inicio del gen de la proteína de lisis, con una frecuencia aproximada del 5%. ^{[ 1 ]}

La replicación del genoma de cadena positiva MS2 requiere la síntesis del ARN de cadena negativa complementario, que luego puede usarse como plantilla para la síntesis de un nuevo ARN de cadena positiva. La replicación de MS2 ha sido mucho menos estudiada que la del bacteriófago Qβ , estrechamente relacionado , en parte porque la replicasa de MS2 ha sido difícil de aislar, pero es probable que sea similar. ^{[ 1 ]}

Se cree que la formación del virión se inicia mediante la unión de la proteína de maduración al ARN MS2; ^{[ 9 ]} de hecho, el complejo de proteína de maduración y ARN es infeccioso. El ensamblaje de la envoltura icosaédrica o cápside a partir de las proteínas de la cubierta puede ocurrir en ausencia de ARN; sin embargo, el ensamblaje de la cápside se inicia mediante la unión del dímero de proteína de la cubierta a la horquilla operadora, y el ensamblaje ocurre a concentraciones mucho menores de proteína de la cubierta cuando el ARN MS2 está presente. ^{[ 1 ]}

La lisis bacteriana y la liberación de los viriones recién formados ocurren cuando se ha acumulado suficiente proteína de lisis. La proteína de lisis (L) forma poros en la membrana citoplasmática, lo que conduce a la pérdida del potencial de membrana y la ruptura de la pared celular . ^{[ 1 ]} Se sabe que la proteína de lisis se une a DnaJ a través de un importante residuo P330. ^{[ 10 ]} Un motivo de dipéptido LS en la proteína L se encuentra en todo el género Levivirus y parece ser esencial para la actividad de lisis, aunque sus diferentes ubicaciones sugieren que han evolucionado independientemente. ^{[ 11 ]}