Language
Country/Area
No result found
بنية جينومية مذهلة: لماذا تحتوي البكتيريا العاثية T4 على 289 بروتينًا؟ ماذا يعني ذلك؟
فيروس الإشريكية القولونية T4 هو أحد العاثيات البكتيرية التي تصيب الإشريكية القولونية. وقد جذبت تعقيدات بنية جينومه اهتمامًا واسع النطاق من جانب العلماء. هذا الفيروس ذو الحمض النووي المزدوج هو جزء من الفصيلة الفرعية Tevenvirinae وينتمي إلى عائلة Straboviridae. على عكس بعض العاثيات البكتيرية، لا يستطيع فيروس T4 الخضوع إلا لدورة حياة تحللية ولا يستطيع الخضوع لدورة حياة تحللية.
كان سلف فاج T4 يسمى في السابق فاج T-even، والذي يتضمن العديد من السلالات الأخرى مثل T2 وT6. منذ أربعينيات القرن العشرين، كان يُنظر إلى البكتيريا العصوية من نوع T-even باعتبارها أحد أفضل الكائنات الحية النموذجية. لماذا أصبح فيروس شديد التعقيد يحتوي على ما يقرب من 300 جين مركزًا للأبحاث؟ ويعكس هذا التقدم الكبير في الأبحاث البيولوجية في فهم علم الوراثة وعلم الأحياء للفيروسات.
يبلغ طول جينوم البكتيريا العاثية T4 حوالي 169 كيلو بايت ويحتوي على 289 بروتينًا، مما يدل على تعقيده الجينومي العالي.
يحتوي جينوم T4 على تكرار في النهاية، مما يعني أن السلسلة الطويلة متعددة الجينوم التي تشكلت أثناء تكرار الحمض النووي يمكن قطعها إلى عدة جينومات في مواضع غير محددة، ويتم ترتيب هذه الجينومات بشكل دائري. توصلت الأبحاث الحديثة إلى أن جينوم T4 يحتوي على تسلسلات إنترونات مماثلة لتلك الموجودة في حقيقيات النوى. كيف يؤثر هذا التركيب الجينومي على وظيفة T4 وما هي أهميته في تطور الفيروس؟
إن التركيب البروتيني لفيروس T4 هو المفتاح لقدرته على مهاجمة البكتيريا وإصابتها بنجاح. يتكون هيكلها من رأس عشريني الوجوه (أي كبسولة) يبلغ عرضه حوالي 90 نانومتر وطوله 200 نانومتر وذيل معقد. بفضل البنية الخاصة للذيل، يتمكن T4 من التعرف بشكل فعال على مستقبلات سطح البكتيريا القولونية وحقن الحمض النووي الخاص به في الخلية.
إن بنية ذيل فيروس T4 أكثر تعقيدًا من بنية معظم العاثيات البكتيرية المعروفة، مما يجعله أكثر قدرة على التكيف أثناء العدوى.
أثناء عملية العدوى، يرتبط فيروس T4 أولاً بمستقبلات سطح خلية الإشريكية القولونية (مثل OmpC porin و lipopolysaccharide) من خلال كعب الألياف طويلة الذيل (LTF). عندما يحدث الارتباط، يتم إصدار إشارة التعرف، مما يتسبب في ارتباط الألياف الذيلية القصيرة (STF) بشكل لا رجعة فيه بسطح الخلية. بعد ذلك، يتسبب الضغط الناتج عن انكماش غلاف الذيل في اختراق ذيل الفيروس للغشاء الخارجي للبكتيريا. , استكمال عملية حقن الجينوم.
أثناء عملية العدوى هذه، يحاول T4 الحصول على موارد الخلية المضيفة للتكاثر بنفسه. تستغرق الدورة التحللية لـ T4 حوالي 30 دقيقة عند 37 درجة مئوية، مما يعني أنه بمجرد حدوث العدوى، يتم إنتاج عدد كبير من العاثيات النسلية بسرعة، مع إطلاق ما يصل إلى 100 إلى 150 جسيم فيروسي جديد لكل خلية مضيفة مصابة.
"تستمر الدورة التحللية بكفاءة عالية، مما يسمح لـ T4 بالتكاثر والانتشار بسرعة داخل مضيفه."
ومع تعمق البحث، اكتشف العلماء أن البكتيريا العاثية T4 لا تمتلك القدرة على إعادة إنتاج الفيروسات بشكل فعال فحسب، بل تمتلك أيضًا آلية إصلاح جينية فريدة للغاية. في عام 1946، اقترح سلفادور لوريا عملية إعادة تنشيط التعددية (MR)، حيث يتفاعل اثنان أو أكثر من الجينومات الفيروسية لتشكيل جينوم فيروسي كامل، وهي الظاهرة التي أشارت إلى عالمية إصلاح الحمض النووي.
إذا نظرنا إلى تاريخ البكتيريا العاثية T4، منذ أن اكتشفها فريدريك تورت وفيليكس دي هيريل في أوائل القرن العشرين، فسوف نجد أن هذا المجال قد حقق تقدماً ملحوظاً. ومع تقدم الأبحاث بعد الحرب العالمية الثانية، أصبح T4 محوريًا للعديد من الاكتشافات في علم الأحياء وعلم الوراثة، مما أرسى الأساس لأبحاث العديد من الحائزين على جائزة نوبل.
وباختصار، فإن البنية المعقدة لأكثر من 289 بروتينًا في البكتيريا العصوية T4 لا تشكل مفتاح العدوى الناجحة فحسب، بل لها أيضًا أهمية بعيدة المدى في فك رموز علم الوراثة البيولوجية وعلم الفيروسات التنموي. وهذا يدفعنا إلى التفكير، كيف يمكن لمثل هذا التعقيد الجيني أن يؤثر على تطور وبقاء أشكال الحياة الأخرى؟
