Struttura di alcuni batteriofagi modello

Il fago MU , un fago-trasposone. Il DNA del fago Mu si integra in qualunque sito del genoma dell’ospite come i trasposoni. Allo stato lisogeno determima quindi l’inattivazione nel gene in cui si è inserito

Struttura di un fago temperato il fago MU 39 kb DNA a DS le estremità contengono DNA dell’ospite ( circa 50-150 bp) a destra e 1-2 kb a sinistra

MU è un fago/trasposone. Una volta iniettato il DNA di MU si integra con un meccanismo di trasposizione conservativa mentre durante l’infezione litica si moltiplica con un meccanismo di trasposizione replicativa

Integrazione del fago Mu nel cromosoma Sia per il ciclo litico che per il ciclo lisogenico il fago MU si integra nel cromosoma. L’integrazione è mediata dalla trasposasi sintetizzata dal fago avviene un taglio sfalsato nel Dna dell’ospite in seguito all’integrazione del fago la polimerasi dell’ospite replica i tratti a DNA SS generando cosi duplicazioni direttamente ripetute all’estremità del fago ( 5 bp).

S U GIN P Orient + U’ S’ S’ U’ GIN P Orient - S U Il fago MU ha la potenzialità di codificare 2 tipi di fibre caudali SU oppure S’U’ a seconda che il frammento che contiene questi geni ( frammento G ) si trovi nell’orientamento + o - Dal momento che le fibre caudali servono per il riconoscimento di proteine o macromolecole situate sulla parete cellulare del batterio ospite se il frammeto G si trova nell’orientamento + il fago Mu potrà infettare E.coli K12 se si trova nell’orientamento - potrà infettare altri enterobatteri. S U GIN P Orient + U’ S’ P S’ U’ GIN Orient - U S

L’inversione del frammento G è mediata dalla proteina MU-specifica Gin che agendo su delle brevi sequenze omologhe situate all’estremità del segmento G permette l’inversione del frammento. Si tratta di un meccansimo di ricombinazione sito specifica ( o illegittima) che richiede una proteina specifica ( Gin) che agisce su sequenze localizzate nelle adiacenze del gene gin. Non è richiesto il sistema di ricombinazione dell’ospite. Il meccanismo è analogo a quello dell’inversione di fase dei geni del flagellina in Salmonella ( flip-flop in Salmonella)

MS2 fago virulento ad RNA SS molto piccolo Genoma 3.5 kb ( T4 186 kb) Proteine del pilo come recettore Codifica solo 4 proteine : Una sola proteina capsidica Il capside costituito da 180 copie della proteina capsdica. Non ha coda o fibre caudali

Codifica solo 4 proteine La RNA replicasi ( gene P) è un complesso proteico ibrida che contiene proteine dell’ospite oltre al polipeptide fago specifico La proteina di maturazione ( gene A) determina il corretto processamento di alcune proteine. La proteina di lisi è codifica da un gene L sovrapposto sia al gene per la proteina capsidica C che a quello della replicasi (geneA)

La proteina di maturazione A rimane associata all’RNA nel virione ed è necessaria per l’iniezione del RNA nella cellula batterica . La regolazione della proteina A avviene a livello della traduzione in quanto una lunga sequenza al 5’ UTR del gene A forma una complessa struttura a trifoglio mascherando ai ribosomi l’accesso alla regione Shine –Delgarno. La struttura però viene a formarsi lentamente permettendo cosi per un breve lasso di tempo la sintesi della proteina.

Genoma a RNA a polarità+ può essere utilizzato direttamente per la traduzione Può servire da stampo per la sintesi di RNA a polarità – da parte della RNA replicasi Le molecole di RNA – serviranno poi come stampo per la sintesi di numerose molecole a polarità +

In MS2 il processo di traduzione controlla il n In MS2 il processo di traduzione controlla il n. di copie delle 4 proteine. AUG più disponibile per la traduzione è quello per la proteina capsidica e per la replicasi che sono tradotte precocemente. Ad alti livelli la proteina capsidica si associa all’RNA virale in prossimità dell’AUG della replicasi impedendone la sintesi. AUG della proteina di lisi è contenuto all’interno della sequenza della proteina capsidica ed è difficilmente riconoscibile da parte dei ribosomi per la complessa struttura secondaria che assume l’RNA virale. Quando il ribosoma termina la traduzione della proteina capsidica l’AUG per la sintesi della proteina litica diventa disponibile e la proteina viene tradotta.

FX174 un fago a DNA SS a polarità positiva. FX174 è un piccolo batteriofago a testa icosaedrica con un capside costituito da 60 copie della stessa proteina. Ai vertici della struttura ad icosaedro del capside sono presenti altre proteine delle spicole. Genoma di 5.380 nucleotidi : fu il 1 genoma ad essere sequenziato da Sanger ( premio Nobel) Contiene numerosi geni sovrapposti: identificati per la 1 volta in questo fago

Organizzazione del genoma del fago FX174 Presenza di numerosi geni sovrapposti A e A* hanno la stessa fase di lettura ma due AUG diversi B è contenuto dentro A K si sovrappone a A e C E è all’interno di D codone di stop di E è l’AUG di J

Replicazione di FX174 Il DNA a SS viene convertito in DS detta , Forma Replicativa (FR) da proteine dell’ospite, primasi , DNA pol.I e III, Girasi e ligasi. Una volta sintetizzati dalla primasi dei brevi inneschi di RNA, la DNA polIII sintetizza il DNA fagico mentre la DNA polI sostituirà le porzioni di RNA e la ligasi salderà i frammenti ( analogamente alla sintesi del frammento copia). Dalla FR viene sintetizzato mRNA altre copie a polarità + mediante il meccanismo del cerchio rotante