Фаг T2 (Enterobacteria phage T2): бактериофаг на E. coli и доказателства за ДНК
Фаг T2 е по-правилно да се нарича Enterobacteria phage T2. Той е вирулентен бактериофаг, който заразява бактериите Escherichia coli. Фагът притежава голяма линейна двойноверижна ДНК, обвита в защитна белтъчна капсула. Морфологично T2 е типичен "фаг с опашка" — има icosahedral глава (капсид), коаксиална опашка с контрактилна обвивка и опашкови влакна, чрез които разпознава и се свързва към повърхността на бактерията. T2 принадлежи към групата на т.нар. "Т4-подобни вируси" (T-even фаги), заедно с фаговете T4 и T6.
Структура и геном
Геномът на T2 е линейна двуверижна ДНК, кодираща множество гени за структурни белтъци (капсид, опашка, опашкови влакна), за ензими, участващи в репликацията на ДНК, както и за белтъци, които модифицират и превключват метаболизма на гостоприемника. Вирусът не е обвит в липиден омега; защитата и определянето на инфекциозността се осигуряват от белтъчния капсид и опашковия апарат.
Жизнен цикъл
Жизненият цикъл на T2 е вирулентен (литичен). Основните стъпки са:
- Адсорбция: опашковите влакна разпознават и се свързват със специфични рецептори на повърхността на E. coli.
- Инжектиране на генетичен материал: капсидът остава извън клетката, а линейната ДНК на фага се инжектира в цитоплазмата на бактерията.
- Контрол върху гостоприемника: фаговите гени пренастройват машина-мите на клетката, спират нормалната клетъчна синтеза и насочват ресурсите към производство на вирусни компоненти.
- Репликация и сглобяване: репликира се фаговата ДНК и се синтезират структурните белтъци; след това се сглобяват нови вирусни частици (капсиди, опашки), които се комплектоват в инфекциозни фаги.
- Лиза: кодирани от фага белтъци разрушават клетъчната стена, което води до разкъсване на клетката и освобождаване на множество нови фаги в околната среда.
Тъй като T2 е литиен фаг, той не интегрира своя геном в бактериалната хромозома (няма лизогенен цикъл), а винаги води до разпадане на заразената клетка.
Експериментът на Хърши и Чейс и доказателството за ДНК като наследствен материал
Експериментите на Хърши и Чейс, проведени от Алфред Хърши и Марта Чейс, използват фаг T2, за да покажат кой компонент на вируса въвежда наследствената информация в бактериалната клетка. В класическата им опитност вирусните частици са маркирани радиоактивно по два различни начина: белтъците са маркирани с радиоактивен сяра-35, а ДНК с радиоактивен фосфор-32. След инфекция и механично отделяне (във "блендер") се установява, че радиоактивният фосфор навлиза в клетките, а радиоактивният сяра остава предимно в капсидите извън клетките. Това показва, че в клетките е влязъл именно вирусният генетичен материал — ДНК — и че именно той носи инструкциите за производство на нови вируси. Този резултат е едно от ключовите доказателства, които установяват ДНК като основен носител на наследствената информация.
Значение и приложения
Фаг T2 и други T-even фаги са били важни модели в началото на молекулярната биология. Изучаването им е довело до основни открития за структурата на генетичния материал, механизмите на репликация и регулация на генната експресия, както и до развитието на техники и концепции, които се използват и днес. Бактериофагите като цяло имат приложение в научни изследвания, в диагностиката и се разглеждат като потенциално средство за борба с бактериални инфекции (фагова терапия), въпреки че не всички видове фаги са подходящи за клинична употреба.
Кратко обобщение: Enterobacteria phage T2 е литиен опашат бактериофаг, който инжектира своята двойноверижна ДНК в E. coli, принуждава клетката да произвежда нови вирусни частици и я разрушава при освобождаване на потомство. Експериментите на Хърши и Чейс върху T2 са сред ключовите доказателства, че ДНК е наследственият материал.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява фагът Т2?
О: Фаг Т2, известен също като Enterobacteria phage T2, е вирус, който заразява бактериите Escherichia coli.
В: Какъв тип ДНК съдържа Т2 фагът?
О: Фагът T2 съдържа линейна двойноверижна ДНК.
В: Покрит ли е Т2 фагът със защитна белтъчна обвивка?
О: Да, Т2 фагът е покрит със защитна протеинова обвивка.
В: Към коя група вируси принадлежи Т2 фагът?
О: Фаг T2 принадлежи към група вируси, известни като "Т4-подобни вируси".
В: Как Т2 фагът заразява клетките на E. coli?
О.: ДНК на Т2-фага се инжектира в клетките на E. coli, които бързо превръщат клетката на E. coli във фабрика за производство на Т2. Когато клетката се разкъса, се освобождават нови фаги.
Въпрос: Какво показват експериментите на Херши-Хейс?
О: Експериментите на Херши-Чейс показват, че ДНК на вирусите се инжектира в бактериалните клетки, докато повечето вирусни протеини остават извън тях. Инжектираните молекули ДНК карат бактериалните клетки да произвеждат повече вирусна ДНК и протеини. Тези открития показват, че ДНК, а не протеините, е наследственият материал.
Въпрос: Кой провежда експериментите на Херши-Хейс?
О: Експериментите на Хърши и Чейс са проведени от Алфред Хърши и Марта Чейс.
