Language
Country/Area
No result found
Struktur genom yang menakjubkan: Mengapa bakteriofag T4 memiliki 289 protein? Apa pentingnya hal ini?
Virus Escherichia T4 merupakan bakteriofag yang menginfeksi Escherichia coli. Kompleksitas struktur genomnya telah menarik perhatian luas dari para ilmuwan. Virus DNA untai ganda ini merupakan bagian dari subfamili Tevenvirinae dan termasuk dalam famili Straboviridae. Tidak seperti beberapa bakteriofag, virus T4 hanya dapat menjalani siklus hidup litik dan tidak mampu menjalani siklus hidup lisogenik.
Pendahulu fag T4 dulunya disebut fag T-even, yang mencakup beberapa galur lain seperti T2 dan T6. Sejak tahun 1940-an, fag T-even telah dianggap sebagai salah satu organisme model terbaik. Mengapa virus yang sangat kompleks dengan hampir 300 gen menjadi pusat penelitian? Hal ini mencerminkan kemajuan signifikan dalam penelitian biologi dalam memahami genetika dan biologi virus.
"Genom bakteriofag T4 panjangnya sekitar 169 kbp dan mengkode 289 protein, yang menunjukkan kompleksitas genomiknya yang tinggi."
Genom T4 memiliki redundansi ujung, yang berarti bahwa rantai multi-genom panjang yang terbentuk selama replikasi DNA dapat dipotong menjadi beberapa genom pada posisi yang tidak ditentukan, dan genom ini tersusun secara melingkar. . Penelitian terbaru telah menemukan bahwa genom T4 mengandung urutan intron yang mirip dengan eukariota. Bagaimana struktur genom ini memengaruhi fungsi T4 dan apa signifikansinya dalam evolusi virus?
Komposisi protein virus T4 adalah kunci kemampuannya untuk berhasil menyerang dan menginfeksi bakteri. Strukturnya terdiri dari kepala ikosahedral (yaitu, kapsul) dengan lebar sekitar 90 nm dan panjang 200 nm dan ekor yang kompleks. Struktur khusus ekor memungkinkan T4 mengenali reseptor permukaan E. coli secara efektif dan menyuntikkan DNA-nya sendiri ke dalam sel.
"Struktur ekor virus T4 lebih kompleks daripada kebanyakan bakteriofag yang diketahui, yang membuatnya lebih mudah beradaptasi selama infeksi."
Selama proses infeksi, virus T4 pertama-tama mengikat reseptor permukaan sel E. coli (seperti porin OmpC dan lipopolisakarida) melalui tumit serat ekor panjang (LTF). Ketika pengikatan terjadi, sinyal pengenalan dipancarkan, menyebabkan serat ekor pendek (STF) menempel secara ireversibel ke permukaan sel. Selanjutnya, tekanan yang disebabkan oleh kontraksi selongsong ekor menyebabkan ekor virus menembus membran luar bakteri, menyelesaikan penyuntikan genom.
Selama proses infeksi ini, T4 mencoba memperoleh sumber daya sel inang untuk reproduksinya sendiri. Siklus litik T4 berlangsung sekitar 30 menit pada suhu 37°C, yang berarti bahwa setelah infeksi terjadi, sejumlah besar fag keturunan diproduksi dengan cepat, dengan hingga 100 hingga 150 partikel virus baru dilepaskan per sel inang yang terinfeksi.
"Siklus litik berlangsung dengan efisiensi tinggi, memungkinkan T4 berkembang biak dan menyebar dengan cepat di dalam inangnya."
Seiring dengan semakin mendalamnya penelitian, para ilmuwan menemukan bahwa fag T4 tidak hanya memiliki kemampuan untuk mereproduksi virus secara efektif, tetapi juga memiliki mekanisme perbaikan gen yang sangat unik. Pada tahun 1946, Salvador Luria mengusulkan proses reaktivasi multiplisitas (MR), di mana dua atau lebih genom virus berinteraksi untuk membentuk genom virus yang lengkap, sebuah fenomena yang mengisyaratkan universalitas perbaikan DNA.
Jika menilik kembali sejarah fag T4, sejak Fredrick Twort dan Félix d'Hérelle menemukan bakteriofag pada awal abad ke-20, bidang ini telah mengalami kemajuan yang luar biasa. Seiring dengan kemajuan penelitian setelah Perang Dunia II, T4 menjadi pusat berbagai terobosan dalam bidang biologi dan genetika, yang menjadi dasar penelitian beberapa pemenang Hadiah Nobel.
Singkatnya, struktur kompleks lebih dari 289 protein fag T4 tidak hanya menjadi kunci keberhasilan infeksinya, tetapi juga memiliki signifikansi yang luas dalam menguraikan genetika biologis dan virologi perkembangan. Hal ini membuat kami berpikir, bagaimana kompleksitas genetik tersebut dapat memengaruhi evolusi dan kelangsungan hidup bentuk kehidupan lainnya?
