Mengenal Ciri-ciri Bakteriofage

Bakteriofag T7 adalah virus bakteri dari famili Podoviridae. Ia menginfeksi Escherichia coli dan enterobakteria lainnya. Kepala berbentuk isometrik dengan diameter sekitar 60 nano. Ekor panjangnya sekitar 17 nano, dengan enam serabut pendek; ujung distal ekor terserap pada LPS di selaput luar sel inang. Genom T7 berbentuk molekul dsDNA non permutasi linier (sekitar 40 kb) dengan ujung berlebih secara terminal (160 bp).

 

Sebuah virus T7 Normal menunjukkan struktur kepala dan ekor

 

Gen awal T7 memiliki satu operon di dekat ujung kiri genom; gen-gen ini di transkripsikan oleh polimerase RNA inang dan berurusan terutama dengan pemadaman transkripsi gen inang dan penyalaan transkripsi gen intermediet dan akhir T7. Transkrip gen awal yang besar digumpalkan oleh Rnase III inang untuk memberikan mRNA. Produk gen awal memuat sebuah kinase protein (gp0.7), yang melakukan fosforilase dan menon-aktifkan polimerase RNA inang (karenanya mencegah transkripsi gen awal lebih jauh) dan sebuah polimerase RNA (gp1) yang mentranskripsikan gen intermediet T7 (yang terutama mengurusi replikasi DNA T7) dan gen akhir (mengurusi rakitan fag dan melepaskan progeny fag lewat lisis sel inang).

 

Produk fag lainnya, gp2, juga terikat dengan polimerase RNA inang dan menon-aktifkannya. Polimerase RNA inang merupakan promotor T7 yang sangat spesifik; karenanya dengan menghambat polimerase RNA inang, semua aktivitas transkripsi dalam sel ini dialihkan ke DNA T7.

Replikasi DNA T7 (yang tetap linier) dicapai terutama lewat protein yang disandikan oleh DNA T7; ia terjadi dalam tiga tahap:

1. Inisiasi yang terjadi pada satu lokasi dekat ujung kiri genom. Lokasi kedua dapat digunakan walau kurang efisien, bila lokasi pertama terhapus. Polimerase RNA gp1 T7 diperlukan untuk inisiasi, tampaknya mensintesa sebuah primer pendek dari promotor di daerah inisiasi
2. Elongasi dua arah dari primer-primer RNA yang dikatalis terutama oleh dua enzim tersandi fag: gp5 dan gp4. Protein gp5 bersenyawa dengan thioredoksin inang membentuk sebuah polimerase DNA yang mensintesis DNA pada primer-primer RNA pada arah 5’ hingga 3’, dikendalikan oleh hidrolisis NTP, melepas puntiran untai parental di depan garpu replikasi. Saat ia mencapai lokasi pengenalan primase spesifik di DNA, gp4 mensintesis primer-primer tetraribonukleotida (pppApCpCpC atau pppApCpCpA) yang memberikan ujung 3’-OH yang diperlukan untuk inisiasi sintesis untai pengikut dengan polimerase DNA T7. Nukleotida untuk sintesis DNA T7 diberikan oleh degradasi DNA inang dengan gp3 (sebuah endonuklease) dan gp6 (sebuah eksonuklease) T7; gp6 (dan/atau polimerase I DNA inang) dapat terlibat dalam pembuangan primer RNA.
3. Dupleks-dupleks anak yang baru disintesis melakukan rekombinasi, mungkin dari ujung ke ujung, untuk membentuk concatemer beberapa kali panjang genom T7; concatemer-concatemer ini melakukan ronde replikasi lebih lanjut. Tiap concatemer tampaknya hanya mengandung satu salinan dari barisan berulang terminal 160-bp pada persimpangan antar genom; pengulangan terminal DNA dewasa dibangkitkan lewat pendewasaan dan pengemasan DNA kedalam struktur prokepala yang belum berbentuk saat concatemer menggumpal (mungkin oleh gp3) ke sepanjang genom. Fag progeny dewasa dilepaskan oleh lisis sel inang (gp 3.5 memiliki aktivitas lisozim)

Studi pada tingkatan internalisasi genom fag pada saat infeksi memberi petunjuk baru pada mekanisme dimana DNA fag T7 di transfer ke sel bakteri. Tampak kalau setelah penempelan, fag menyuntikkan protein tertentu yang dapat membentuk sebuah saluran sepanjang selubung sel bakteri dimana DNA ditransfer; diduga kalau dua dari protein yang disuntikkan merupakan komponen sebuah motor yang mendorong DNA kedalam sel inang.

 

Referensi

1. Steven AC, Serwer P, Bisher ME, Trus BL. Molecular architecture of bacteriophage T7 capsid. Virology. 1983 Jan 15;124(1):109–120.

2.  Paul Singleton and Diana Sainsbury. 2006. Dictionary of Microbiology and Molecular Biology, Third Edition. John Wiley & Sons Ltd

3.  Cozzarelli, N. R. (ed.); Alan R. Liss, 1983, Mechanisms of DNA Replication and Recombination (Proceedings of a UCLA Symposium, Keystone, Colorado, 1983), pp. 135–151

4. Philip Serwer, Gisele A. Greenhaw and Jerry L. Allen. Concatemers in a rapidly sedimenting, replicating bacteriophage T7 DNA. Virol. (1982) 123 474–479

5. Ian J. Molineux. No syringes please, ejection of phage T7 DNA from the virion is enzyme driven. Mol. Microbiol. (2001) 40 1–8