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Estructura asombrosa del genoma: ¿por qué el bacteriófago T4 tiene 289 proteínas? ¿Qué significa?
El virus Escherichia T4 es un bacteriófago que infecta a la Escherichia coli. La complejidad de la estructura de su genoma ha atraído la atención de los científicos. Este virus de ADN bicatenario es parte de la subfamilia Tevenvirinae y pertenece a la familia Straboviridae. A diferencia de algunos bacteriófagos, el virus T4 solo puede experimentar un ciclo de vida lítico y es incapaz de un ciclo de vida lisogénico.
El predecesor del fago T4 se llamó antiguamente fago T-even, que incluye varias otras cepas como T2 y T6. Desde la década de 1940, el fago T-even ha sido considerado uno de los mejores organismos modelo. ¿Por qué un virus altamente complejo con casi 300 genes se ha convertido en el centro de investigación? Esto refleja avances significativos en la investigación biológica en la comprensión de la genética y la biología de los virus.
"El genoma del bacteriófago T4 tiene una longitud de aproximadamente 169 kbp y codifica 289 proteínas, lo que demuestra su alta complejidad genómica".
El genoma de T4 tiene redundancia final, lo que significa que la larga cadena multigenómica formada durante la replicación del ADN se puede cortar en varios genomas en posiciones no especificadas, y estos genomas están dispuestos circularmente. Las últimas investigaciones han descubierto que el genoma T4 contiene secuencias de intrones similares a las de los eucariotas. ¿Cómo afecta esta estructura del genoma a la función de T4 y cuál es su importancia en la evolución del virus?
La composición proteica del virus T4 es clave para su capacidad de atacar e infectar con éxito a las bacterias. Su estructura consiste en una cabeza icosaédrica (es decir, cápsula) de unos 90 nm de ancho y 200 nm de largo y una cola compleja. La estructura especial de la cola permite que T4 reconozca eficazmente los receptores de superficie de E. coli e inyecte su propio ADN en la célula.
"La estructura de la cola del virus T4 es más compleja que la de la mayoría de los bacteriófagos conocidos, lo que lo hace más adaptable durante la infección".
Durante el proceso de infección, el virus T4 se une primero a los receptores de superficie de la célula de E. coli (como la porina OmpC y el lipopolisacárido) a través del talón de la fibra de cola larga (LTF). Cuando se produce la unión, se emite una señal de reconocimiento, que hace que la fibra de cola corta (STF) se adhiera irreversiblemente a la superficie celular. Posteriormente, la presión causada por la contracción de la manga de la cola hace que la cola del virus perfore la membrana externa bacteriana. , completando la inyección del genoma.
Durante este proceso de infección, T4 intenta adquirir los recursos de la célula huésped para su propia reproducción. El ciclo lítico de T4 dura unos 30 minutos a 37 °C, lo que significa que una vez que se produce la infección, se produce rápidamente una gran cantidad de fagos progenie y se liberan hasta 100 a 150 nuevas partículas de virus por cada célula huésped infectada.
"El ciclo lítico se desarrolla con gran eficiencia, lo que permite que la T4 se multiplique y se propague rápidamente dentro de su huésped".
A medida que se profundizó la investigación, los científicos descubrieron que el fago T4 no solo tiene la capacidad de reproducir virus de manera efectiva, sino que también tiene un mecanismo de reparación genética muy único. En 1946, Salvador Luria propuso el proceso de reactivación de multiplicidad (MR), en el que dos o más genomas virales interactúan para formar un genoma viral completo, un fenómeno que insinuaba la universalidad de la reparación del ADN.
Si miramos atrás en la historia del fago T4, desde que Fredrick Twort y Félix d'Hérelle descubrieron el bacteriófago a principios del siglo XX, este campo ha logrado avances notables. A medida que la investigación avanzó después de la Segunda Guerra Mundial, la T4 se convirtió en un elemento central de numerosos avances en biología y genética, sentando las bases para la investigación de varios ganadores del Premio Nobel.
En resumen, la estructura compleja de más de 289 proteínas del fago T4 no sólo es la clave para su infección exitosa, sino que también tiene una importancia de largo alcance para decodificar la genética biológica y la virología del desarrollo. Esto nos hizo pensar: ¿cómo podría tal complejidad genética afectar la evolución y supervivencia de otras formas de vida?
