Недостаточность принципа автосборки вируса
Где-то в промежуточной точке шкалы биологической сложности должны найтись такие объекты, для которых одного только принципа автосборки, как такового, начинает недоставать.
Видимо, где-то в этом районе и будет располагаться бактериофаг Т4 — вирус, поражающий кишечную палочку, и с его помощью мы попытались изучить, как гены доставляют эту дополнительную информацию.
На этой электронной микрофотографии рядом с частицей фага Т4
видны частицы двух более простых вирусов (X200000)
Частица фага 0X174 имеет форму икосаэдра; этот фаг, подобно фагу Т4, заражает кишечную палочку. Палочкообразная частица вируса табачной мозаики может быть «разобрана» на отдельные компоненты, после чего ее удается заново «собрать» в пробирке.
Хотя фаг Т4 на эволюционной лестнице располагается всего на несколько ступенек выше вируса табачной мозаики, устроен он гораздо сложнее. ДНК фага Т4 содержит более 100 генов (у вируса табачной мозаики их всего 5 или 6); эта ДНК скручена в компактную структуру, расположенную внутри белковой оболочки. Белковая оболочка вместе с ДНК образует головку фаговой частицы, имеющую форму многогранника. Короткая тонкая шейка соединяет головку с хвостом, который состоит из сократимого чехла и стержня. Стержень прикрепляется к базальной пластинке, или основанию, а из основания торчат шесть коротких зубцов и шесть длинных тонких нитей.
Жизненный цикл фага Т4 начинается с того, что он прикрепляется хвостовыми нитями и зубцами, выступающими из базальной пластинки, к оболочке кишечной палочки. Хвостовой чехол сокращается, проталкивая трубчатый стержень хвоста сквозь оболочку бактериальной клетки. В этот момент для ДНК, расположенной в головке фаговой частицы, открывается путь внутрь клетки. Проникнув в клетку, генетический материал фага очень быстро подчиняет себе всю ее деятельность. Бактериальная ДНК разрушается, производство бактериальных белков прекращается.
Не проходит и минуты, как клетка начинает производить фаговые белки под контролем генов фага. В первую очередь синтезируются ферменты, необходимые для репликации фаговой ДНК, — репликация начинается через 5 минут после заражения. Спустя еще 3 минуты в игру вступает вторая группа генов, контролирующая синтез структурных белков. Эти белки служат строительным материалом при формировании головки и хвоста новых фаговых частиц. Теперь начинается процесс морфогенеза. Первая новообразованная фаговая частица появляется через 13 минут после заражения.
Синтез ДНК и белковых компонентов продолжается еще свыше 12 минут, и за это время в клетке образуется более 200 фаговых частиц. Затем фаговый фермент лизоцим разрушает изнутри оболочку бактериальной клетки, и полностью сформированные фаговые частицы, готовые к заражению других клеток, выходят наружу.
«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка
Популярные статьи раздела
- Добавление препаратов головок к экстрактам, лишенным продуктов определяемых генами 13 и 14
- Первые стадии морфогенеза головки фаговых частиц
- Формирование каждой хвостовой нити
- Процесс построения бактериофага Т4
- Мутации на этапе когда ген контролирует более поздние стадии жизненного цикла
- Установка функции многочисленных генных продуктов
- Получение экстрактов с помощью заражения бактерий мутантными формами бактериофага Т
- Структурные компоненты экстрактов одной группы комплементации
- Определение естественной последовательности реакций сборки фаговых частиц
