Фаг Bacillus subtilis – φ 29.

Фаг примечателен тем, что его система репликации идентична аденовирусной и у него уникальная система упаковки ДНК.

Структура капсида такая же, как любого уважающего себя фага. Геном представлен линейной двуцепочечной ДНК длиной 19 000 п.н., с концевыми инвертированными повторами длиной 6 п.н. С 5’-концевым аденином посредством фосфодиэфирной связи с тирозином ковалентно связан терминальный белок (30 кДа).

Схема репликации такая же как у аденовирусов. Терминальная инициация репликации с участием белок-нуклеотидной затравки. Полимераза, терминальный белок и ДНК-связывающий белок, закодированы в геноме вируса.

I. Инициация.

На 3’-конце находятся два тимидина, инициация происходит на втором от конца, потом перенос на концевой тимидин.

II. Элонгация.

Осуществляет вирус-специфическая ДНК-полимераза с участием вирусного ДНК-связывающего белка.

III. Терминация.

Синтез Run-off.

Удивительное сходство в механизмах репликации, при отсутствии гомологии в аминокислотной последовательности белков-участников процесса репликации.

Упаковка ДНК фага в капсид.

В вытянутом виде длина ДНК составляет 6,6 мкм, а размер головки фага – 42х54 нм. При упаковке ДНК конденсируется примерно в 100 раз.

У фага есть коннектор. Он состоит из 12 субъединиц, формирующих канал. Эти белки находятся в комплексе с 5-6 молекулами короткой РНК (174 нт.). В состав комплекса входит также АТФаза.

Существует две модели упаковки ДНК.

Согласно одной модели ДНК ввинчивается в головку, как винт в гайку. Согласно другой –ДНК всасывается в головку.

Был проведен эксперимент, в котором была измерена сила, которая нужна для всасывания ДНК в головку, и скорость вхождения ДНК. На полистироловых шариках (Ø 2,2 мкм), покрытых стрептовидином иммобилизовали ДНК фага, к одному концу которой был ковалентно пришит биотин, причем эта уже ДНК частично вошла в капсид, и процесс был остановлен (отсутствовал АТФ).

На другом полистироловом шарике (Ø 2,8 мкм), покрытом антителами против капсидных белков закрепили капсид. Полистироловый шарик, на котором закрепили ДНК, удерживался лазерным пинцетом, а шарик с капсидом удерживался на пипетке. Процесс запускали, добавляя в систему АТФ, и определяли физические параметры процесса. Начальная скорость засасывания ДНК – 100 п.н. в секунду. При всасывании внутри капсида создается внутреннее давление, достаточное для того, чтобы при инфекции впрыснуть внутрь клетки ДНК. Таким образом, засасывание ДНК в капсид – активный процесс, а впрыскивание ДНК – пассивный.