אנטרובקטריופאג T4
 אנטרובקטריופאג T4
| |
|---|---|
| מיון מדעי |
אנטרובקטריופאג' T4 הוא סוג של בקטריופאג' המדביק חיידקי אי קולי (E. coli.). אורך המידע הגנטי של אנטרובקטריופאג' T4 הוא 169-170 אלף צמדי בסיסים ומאוחסן בראש איקוסהדרלי. T4 הוא פאג' גדול יחסית – אורכו 200 ננומטרים לערך ורוחבו 90 ננומטרים (אורכם של רוב הפאג'ים, לצורך השוואה, נע בין 25 ו-200 ננומטרים). סיבי הזנב שלו מאפשרים הצמדות לתא הנשא וזנבו חלול כדי לאפשר החדרת החומר הגנטי אל הנשא בזמן הספיחה. T4 אינו מסוגל להיכנס למסלול ליזוגני ולכן הוא עובר רק מסלול ליטי.
תהליך ההדבקה
תחילת ההדבקה של תא חיידקי מסוג E. coli על ידי פאג' T4 היא בזיהוי קולטנים על פני-שטח התא באמצעות סיבי הזנב הארוכים של הפאג' (LTF – Long Tail Fibers). מסר הכרה מועבר דרך ה-LTF אל לוחית הבסיס מה שמביא לחשיפת סיבי הזנב הקצרים (STF – Short Tail Fibers) הנקשרים בצורה בלתי הפיכה אל פני השטח של תא ה-E. coli. לוחית הבסיס משנה את צורתה ובכך גורמת לנדן הזנב להתכווץ ומביאה לקריעת הממברנה החיצונית על ידי חלבוני GP5 הנמצאים בקצה הזנב. דומיין הליזוזים של ה-GP5 משופעל ומעכל את דופן הפפטידוגליקן הפריפלסמטית. הממברנה הפנימית מעוכלת אף היא ו-DNA מראש הפאג' יכול לנדוד דרך צינור הזנב ולהיכנס את הציטוזול של תא הE.coil.
מעגל החיים
מעגל החיים הליטי (מספיחה ועד הרס התא) לוקח כ-30 דקות (ב-37°C) ומורכב מן השלבים הבאים:
- ספיחה וחדירה (חל מיידית).
- עצירת ביטוי גנים של המארח (חל מיידית).
- סינתזת אנזימים (לאחר 5 דקות).
- שכפול DNA (לאחר 10 דקות).
- יצירת ווריונים חדשים (לאחר 12 דקות).
לאחר השלמת מעגל החיים, התא הנשא נפרץ ופולט לסביבה את הנגיפים שהורכבו זה עתה. כתוצאה מכך נהרס ללא תקנה התא הנשא. גודל הפיצה של T4 הוא כ-300 וויריונים לערך לכל תא נשא. בקטריופאג'ים אלו מדביקים את התא הנשא במידע הגנטי שלהם ומייצרים עותקים נוספים, אגב השמדת התא הנשא וכך מפיצים את עצמם.
תכונות מיוחדות
ל-T4 מספר תכונות ייחודיות:
- אינטרונים בדומה לתאים אוקריוטים.
- מנגנון העתקת DNA מהיר עם תדירות טעויות של טעות לכל 300 עותקים.
- מנגנוני תיקון DNA מיוחדים.
- מסוגל להדביק את הזן E.coli O157:H7 (זן אגרסיבי במיוחד הגורם להרעלת מזון המלווה בשלשול דמי ולעיתים כשל של הכליות).
- גנום המכיל קצוות המורכבות ממקטעים החוזרים על עצמם (terminally redundant) – מאפשר מעבר מ-DNA ליניארי ל-DNA מעגלי.
- גנום משוכפל כיחידה ולאחר מכן מספר יחידות מחוברות בצורה עוקבת ליצירת קונסטמר (Concatemer). לאחר האריזה הגנום נחתך באזורים לא ספציפיים אך באורכים שווים ומחובר מחדש ליצירת פרמיוטציות (תמורות) מעגליות של הגנום.
מספר זוכי פרס נובל עבדו עם פאג'י T4 או פאג'ים דמויי T4, כולל: מקס דלברוק, סלבדור לוריא, אלפרד הרשי, ג'יימס ד. ווטסון ופרנסיס קריק. מדענים חשובים נוספים שעבדו עם T4 הם: מייקל רוזמן, סימור בנזר, ברוס אלברטס, גיסלה מוסיג, ריצ'רד לנסקי וג'יימס בול.