La estructura de virus bacterianos (los bacterifagos o los phages) segua siendo un misterio para sobre un cuarto de un siglo despus de su descubrimiento original en cerca de 1910, y entonces microgrfos de electrn tempranos uniformes de T4 phage demostr solamente un contorno vago de sus caractersticas complejas. La invencin en los ltimos aos 50 de mancharse negativo con las sales del metal pesado y las tcnicas de alta resolucin de la evaporacin del metal permiti que la microscopia electrnica fuera utilizada para visualizar virions con una resolucin de algunos nanmetro - un paso adelante grande, pero la mayora de los componentes de protena individuales podra sin embargo no ser resuelto. Mientras tanto, los virus fueron demostrados para ser compuestos sobre todo de la protena en el cido exterior y nucleic adentro. Vale el observar de que el T2 phage era un participante importante en la prueba que la DNA es de hecho el material gentico, cuando Hershey y la persecucin lo utilizaron para demostrar que durante una infeccin la DNA de los virion entr segua habiendo la clula y el bulto de la protena afuera. Despus de que su descubrimiento que la DNA es el material gentico, en 1953, Crick y Watson tambin reconociera que los cromosomas del virus no podran codificar una sola molcula de la protena bastante grande para incluir sus molculas del cido nucleic, y los postulado correctamente que los virions tenan ser construidos con la repeticin de rdenes de molculas de la protena. Tambin observaron que hay solamente dos maneras de construir virions con rdenes simtricos de las protenas de la capa que incluyen un espacio conveniente para un cido nucleic de los virion, y sos son rdenes construidos con simetra cbica o helicoidal (el anterior incluye los rdenes icosadricos, octadricos, y tetradricos que seran construidos a partir de 60, 24, y 12 subunidades idnticas de la protena, respectivamente). En 1962, Caspar y Klug dedujeron que muchos virus deben ser construidos de las cscaras icosadricas que contienen ms de 60 subunidades, y desarrollaron una teora geomtrica para tales arreglos si las subunidades fueron dadas una cierta flexibilidad en enlazar a sus vecinos (referidos como a cuasi-equivalencia del `', puesto que la flexibilidad da lugar a las subunidades que no son absolutamente idnticas en sus caractersticas de la conformacin y/o de la vinculacin). Algunos virus, especialmente los phages atados (Caudovirales), que son en parte grande el tema de este artculo, fueron encontrados para no ser este `rdenes simples' y los sus de repeticiones de protenas se embellecen con las piezas que no son icosahedrally simtricas. Estas piezas asimtricas pueden ser muy complejas; por ejemplo, los virions phage T4 contienen sobre 40 diversas especies de la protena, de las cuales no arreglan a una mayora substancial icosahedrally como la protena de la capa. La determinacin reciente de la estructura atmica completa de virions, de procapids, o de partes de ellas por la difraccin de radiografa (generalmente resolucin del 2-4A) y de reconstruccin (tridimensional) tridimensional por la superposicin de los microgrfos de electrn de muchas partculas y de hacer un promedio de la estructura que resultaba sobre las hachas rotatorias icosadricas de la simetra (la mejor actual es resolucin del 6-8A) ha dado lugar a mucha informacin detallada sobre la estructura de los rdenes de la protena en virus en general y phages particularmente, y a avances muy recientes ha permitido la determinacin estructural las piezas asimtricas de los virions' debajo del 20A en los casos ventajosos (cuadro 1).

Figura 1 estructuras de virus bacterianos. Las estructuras de los representantes de cuatro familias de bacterifagos se muestran en la misma escala. Las imgenes se muestran en 20_5A resolucin. El 'nmero de genes "indicados en la figura es el nmero de genes que se sabe actualmente de participar en el ensamblaje del virin y las" protenas del virin' es el nmero de ellos presentes en el virin completado. En fX174, el empaquetamiento del ADN en el virin es dependiente de la replicacin del ADN pero los genes que codifican la maquinaria de replicacin no estn incluidos. En cada caso, diferentes protenas estructurales visibles desde el exterior se muestran en colores diferentes. La estructura PRD1 mostrado no es el virin real, sino slo la disposicin de protenas de la cubierta. El virin T4 se muestra en su 'fibra de cola hacia arriba' conformacin, en el que las fibras de la cola (verde oscuro) se pliegan hacia arriba y los bigotes se doblan hacia abajo, y ambos estn situadas a lo largo del cuerpo de la cola. La imagen T4 fue proporcionada por V. Kostyuchenko, A. Fokine, y M. Rossmann, la imagen P22 fue proporcionado por G. Lander y J. Johnson, y las otras dos imgenes son de la pgina web de Virus Particle Explorer (http: // viperdb.scripps.edu/index.php).

Como informacin estructural de las partculas de virus y otros ensamblados macromoleculares acumulados, los cientficos de forma natural se preguntaban cmo se construyeron estas estructuras. Virus animales y vegetales eran difciles de estudiar el interior de las clulas infectadas, por lo que el montaje de los virus bacterianos en las clulas bacterianas ms fciles de estudio se convirtieron en un modelo importante para la comprensin de los mecanismos utilizados en el montaje de muchas estructuras macromoleculares, adems de los propios virus. Crtico en estos estudios fue la determinacin de 'listas de piezas "para los bacterifagos en estudio, y estos fueron determinados tanto bioqumica por la delimitacin de los diferentes componentes de las protenas y genticamente mediante la identificacin de los genes que codifican los componentes de la protena; ambos enfoques fueron cruciales en la comprensin de la verdadera naturaleza de los viriones de fagos y la forma en que se renen. Aunque algunos viriones eucariotas s incluyen protenas del husped codificada, esto no se ha encontrado para ser el caso de los fagos; todos sus componentes proteicos son codificados por sus propios genomas. Aunque las pequeas molculas orgnicas (por ejemplo, putrescina) se han encontrado en viriones de fagos, ninguno ha demostrado ser componentes estructurales esenciales. Los fagos son conocidos que contienen uno cualquiera de los cuatro tipos de cido nucleico, ADN de cadena sencilla (ssDNA), ADN de doble cadena (dsDNA), ARN de una sola hebra. Los pliegues de protenas (denominadas arbitrariamente en la tabla) de la tpica Microviridae, Caudovirales (Siphoviridae), Leviviridae, y protenas de la cubierta Tectiviridae han sido determinados por difraccin de rayos X; la de Cystoviridae se sospecha de su disposicin en viriones que es similar a otros virus de ARN de doble cadena. Rangos de tamao aproximadas - fagos Caudovirales son muy diversos y los lmites de tamao del genoma no se conocen completamente. (ssRNA), y ARN de doble cadena (dsRNA), y estn construidos con simetra icosadrica, simetra helicoidal, y una combinacin de los dos. La Tabla 1 enumera los ocho rdenes de fagos nombrados formalmente que parecen ser en gran medida sin relacin entre s, y uno de stos, los Caudovirales, se ha dividido en tres familias con diferentes tipos de cola. Tenga en cuenta que hay poco fagos estudiados que infectan los Mollicutes clase bacterias que an no han sido clasificadas formalmente, y los virus que infectan a los Archeas no se discuten aqu. Dada esta gran diversidad de estructuras y mecanismos de fagos de montaje, no es posible describir todos en detalle aqu, y se insta al lector a consultar otros artculos en este volumen para obtener informacin ms especfica sobre los diferentes sistemas de bacterifagos. En este artculo se analiza la estructura del virin del fago y las estrategias y los mecanismos por los que los viriones montamos. El enfoque es en gran medida de los Caudovirales, ya que su montaje es el mejor entendido, pero otros phyla fago se mencionar en que sean pertinentes. Asamblea Pathways Un tema importante que emana del estudio inicial de ensamblaje del fago es la idea de un 'montaje va'. Los fagos complejos (Caudovirales), que pueden tener hasta 50 protenas diferentes en sus viriones, normalmente no sintetizan estas protenas diferentes en el orden temporal de su asamblea. En lugar de ello, las protenas ifferent se sintetizaron de forma simultnea, y las propiedades inherentes de las protenas dictan su orden de montaje. Por lo tanto, el ensamblaje del virin transcurre a travs de un 'va' especfico en el que los componentes se renen en una manera ordenada. Cmo se consigue un programa de conjunto de este tipo? El mecanismo generalmente aceptado para este tipo de control, que ahora se sabe que se producen en la construccin de muchas estructuras macromoleculares, no slo los fagos, es que las protenas componente de cambio de conformacin tras la unin a la estructura en crecimiento. Por lo tanto, una vez que un complejo de iniciador (de, digamos, la protena A) se genera, la protena B se une a ella y cambia su conformacin de modo que la protena C se puede unir, la protena C a su vez cambia su conformacin tan protena D puede unirse, etc En algunos casos, la yuxtaposicin preciso de las protenas B y C en la estructura de cultivo tambin puede contribuir a la creacin de un sitio de unin para D. en este esquema, las protenas no ensambladas B, C, y D no tienen afinidad entre s y por lo tanto no se ensamblan en formas alternativas. Por lo tanto, una ordenada 'montaje va' de la protena A crear primero un complejo de iniciacin, a continuacin, B, despus C y despus D de unin en este orden definido est determinada nicamente por las propiedades de las protenas A, B, C, y D. Debido a estas propiedades, cuando un componente no se encuentra, en la mayora de los casos, el conjunto intermedio para que el componente que falta habra unidos acumula, y los componentes aguas abajo permanecern sin montar. Esto ha permitido el examen de muchos de estos intermedios en la caracterizacin de las vas de ensamblaje del fago. El aislamiento en los genes pertinentes de mutaciones sin sentido condicionalmente letales, que son particularmente tratable en los sistemas de fagos, este enfoque hace extremadamente productiva. Varias cuestiones relativas a la estrategia de montaje va siguen siendo poco conocidos, y stos incluyen preguntas tales como: Qu controla la iniciacin del proceso de montaje? De control podra ser simplemente la sntesis y el plegamiento apropiado de una cantidad limitante de la protena A en el ejemplo anterior, pero en algunas situaciones tales como montaje procapsid (abajo) parece ser ms compleja. Y cul es la naturaleza exacta de los cambios conformacionales que se producen en la unin? Estos siguen siendo un terreno frtil para la investigacin.

Estrategias y Mecanismos Asamblea

Pathways ramificados, subconjuntos y Control de Calidad fagos, aparentemente, han desarrollado formas de mantenimiento de los sistemas de control de calidad en el ensamblaje del virin. Uno de estos sistemas es la asamblea aunque "subconjuntos" o montaje intermedios discretos que no son capaces de unirse con otros subconjuntos menos que estn debidamente montados. Por lo tanto, si un subconjunto construido incorrectamente (por ejemplo falta uno de 10 molculas de protenas) es defectuosa e inutilizable, es mucho menos costoso que si un virin completo (que contiene cientos de miles de molculas de protena) fueron prestados defectuoso debido a una falta o molcula de protena defectuosa. As, en el Caudovirales, por ejemplo, precursores de cabeza llamados procapsids se construyen primero y lo ms probable slo el ADN paquete si se montan correctamente, colas se construyen de forma independiente (aunque una serie de subconjuntos ms pequeos), cara y cruz slo joinwhen tanto se lleven a buen andDNA llena-. Un segundo sistema de control de calidad puede ser que las protenas de fagos han evolucionado para minimizar los problemas de montaje, asegurando que las protenas que participan no se ensamblan a menos que su extremo C-terminal est intacto. Esta estrategia asegura que los polipptidos prematuramente terminados (posiblemente el error de traduccin ms probable) no pueden participar, ya que se estn perdiendo su lugar de montaje. Aunque se trata de un argumento evolutivo, el hecho de que entre los muchos genes de fagos de ensamblaje y las protenas que se han estudiado, muy pocos de los fragmentos N-terminalestienen caractersticas genticas "dominantes negativos" o se incorporan en el virin montaje. Asamblea de arrays de protenas simtricos Asamblea y la maduracin de matrices aparece icosadricas El uso de una cubierta de protena icosadrica para encerrar cromosomas virin fagos 'a han evolucionado independientemente al menos cuatro veces. Protenas de la cubierta del fago son suficientemente antigua que incluso aquellos con ancestros comunes a menudo no son reconociblemente similares en la secuencia de aminocidos. Por tanto, nos quedamos con la comparacin de sus estructuras plegadas (secundario y terciario) para deducir ascendencias comunes o separadas, y tal informacin estructural no es conocido por la mayora de los fagos. No obstante, las estructuras atmicas de alta resolucin son conocidos por difraccin de rayos X por unos miembros de varios grupos y los de la Caudovirales, Tectiviridae, Microviridae y forma Leviviridae tres grupos plegables protena de la cubierta muy diferentes que sin duda no estn relacionados. pero hacer protenas de la cubierta de todos los miembros dentro de cada uno de estos grupos tienen un antepasado comn? Nuestro limitado conocimiento actual sugiere que esto puede ser cierto. De alta resolucin reconstrucciones 3-D de las micrografas electrnicas de varios miembros de la Podoviridae y Myoviridae sugieren fuertemente que todos Caudovirales tienen la misma protena veces inusual que se ha determinado para HK97 fago. Por ltimo, se cree que los Cystoviridae tener un cuarto tipo de subunidad que se relaciona con los virus de ARN de doble cadena que infectan eucariotas. Aunque mucho se sabe acerca de las estructuras reales del fago (y otros virus) arrays icosadricas que encierran el cido nucleico en muchos viriones, diferentes virus en el tamao y la forma de estas matrices pueden variar en gran medida y el control de estas variaciones es poco conocido. No hay virus octadricos o tetradricos se han descubierto. La geometra de matrices icosadricas se entiende bien, y si una identidad estricta conformacional y la unin se mantiene entre las protenas de la cubierta qumicamente idnticos participantes, slo exactamente 60 subunidades puede ser acomodado en la carcasa. Sin embargo, si una cierta flexibilidad (cuasi-equivalencia, arriba) se permite, a continuacin, el nmero de subunidades (S) permitidos en una cscara icosadrica isomtrica es igual a 60T donde Th2_hk_k2, donde h y k son cualquier nmero entero incluyendo el cero. Esto da lugar a la serie infinita T1, 3, 4, 7, 9, 12,. . . y S60, 180, 240, 420, 540, 720,. . ., Respectivamente. Tales proyectiles pueden ser considerados como teniendo pentmeros de la protena de cubierta en cada uno de los vrtices 12 icosadricas y diferentes nmeros de hexmeros que componen las 20 caras triangulares de diferentes tamaos en conchas. Cabezas de fagos se conocen con los nmeros T que van desde 1 a 52. Poco se entiende sobre exactamente cmo se inicia el montaje de dichas conchas o cmo su tamao est controlado. En muchos casos, la protena de recubrimiento por s mismo se ensamblan en varios tamaos de cscara, as como tubos largos y estructuras irregulares. En algunos casos (en particular los fagos T4 y F29), la cscara icosadrica es alargada a lo largo del eje de cola, y las pruebas de los sistemas bajo estudio sugiere que tanto protena portal y andamio de protenas (vase ms adelante) pueden participar en este control, por lo que factores ms all de las propiedades de la protena capa innatas participan claramente en el control del aspecto espacial del conjunto de concha. Conchas protena de la cubierta de los fagos de ADN bicatenario se ensamblan para formar una cscara procapsid metaestable 'inmadura' que se somete a una maduracin que consiste en una transicin conformacional a su estado ms estable final en aproximadamente el momento de empaquetamiento del ADN. Esta transicin maduracin suele ir acompaada de una significativa expansin de la concha, la liberacin de la protena de andamiaje, y cualquier divisin proteoltica de las protenas de la cabeza que pudieran ocurrir. Esta transicin es sorprendentemente compleja, y en el caso de HK97 fago, donde se ha estudiado en la resolucin ms alta, se procede a travs de al menos cinco etapas de protena de revestimiento separable conformacionales / organizacin, en la que hay poco o nada de replegamiento de la principal estructural dominio de la protena de la cubierta, pero hay cambios significativos en las orientaciones de la protena de la cubierta y las conformaciones de partes de la superficie de la protena que no estn dentro del dominio central (Figura 2). El desencadenante (s) para esta transicin no se entiende completamente, pero requiere claramente la finalizacin con xito de la asamblea procapsid. ADN de la protena de entrada y / o la cabeza protelisis puede ser la seal natural para la transicin se produzca. Esta transicin es universal en la asamblea de los fagos con cola, y se ha sugerido que las dificultades topolgicos en la construccin de una capa cerrada con unidades de construccin que tienen superficies irregulares podran exigir la construccin de una concha mal adheridas primero, que reorganiza posteriormente en una ms estrechamente unido estructura. La transicin tambin podra ser parte de un mecanismo de control de calidad para asegurar la estructura se construye correctamente, y la expansin concomitante aumenta el espacio interno disponible para la ocupacin por el ADN. Interrupciones Simetra y desajustes de simetra Las colas de los fagos de cola (Caudovirales) y el portal de la Tectiviridae perturban la simetra icosadrica de conchas de protena de revestimiento de estos viriones, por estar presente en slo uno de los 12 vrtices por lo dems idnticos. Cmo ocurre esto? Cuando se sabe (fagos P22, T4, T7, F29), esta "interrupcin" sustituye exactamente uno de los pentmeros de la capa y est presente en el procapsid antes de la cola se une a la cabeza. En procapsids, un dodecameric (12-mer) del anillo de la protena portal ocupa la posicin de la protena pentmero y las colas de capa eventual se unir a esta protena portal. Un solo vrtice nico se explic ms simplemente

Figura 2 La transicin de maduracin de la cabeza HK97 bacterifago. Protena de la cubierta HK97 ensambla en procapsids, su N-terminal de 102 residuos se eliminan mediante escisin proteoltica, y la estructura resultante se denomina ProHead II. Esta cscara protena de la cubierta sufre una transicin de varias etapas para convertirse en la cabeza II, que se ha expandido en dimetro y tiene una cscara delgada. En la vista de la superficie, los siete lugares diferentes de subunidades abrigo 'cuasi-equivalentes "se dan diferentes colores. En la vista de la rebanada, las subunidades son subunidades pentnicas verdes y hexones rojo o azul. Adems de reorientacin subunidad durante la transicin, el bucle (llamado el bucle E) que se muestra en la parte inferior derecha de los diagramas de protena de la cubierta de la cinta (el nivel inferior) se somete a un cambio importante en la conformacin durante la transicin. Las imgenes fueron proporcionadas por Lu Gan, Jack Johnson y Roger Hendrix.

si la protena forma el sitio de portal que inicia conjunto de concha de capa, y, de acuerdo con esta idea, se ha demostrado que la ausencia de la protena portal afecta a los aspectos espaciales de la protena de la cubierta de montaje en varios fagos (por ejemplo, T4, l, F29 ). Sin embargo, en algunos otros fagos, tales como P22, capa ensambla bastante normalmente en la ausencia de la protena portal. En todos estos sistemas, otros factores, especialmente la protena andamio (abajo), claramente desempear un papel an imprecisa en la iniciacin de reunin protena de la cubierta y en la creacin del vrtice portal nico. La simetra de 12 veces del anillo de portal y la simetra quntuple de la cpside en el vrtice portal significa que hay un "choque simetra 'entre estas dos partes del virin, y por lo tanto no puede haber interacciones idnticos entre la capa y el portal individuo subunidades; se ha sugerido que esto podra permitir la rotacin del portal con respecto a la envolvente capa, pero esto an no se ha demostrado experimentalmente que ser el caso. Matrices helicoidales de forma cilndrica helicoidal y arrays de protenas de anillos apilados estn presentes en las largas colas de Myoviridae y Siphoviridae. En ambos tipos de virus, estas matrices se renen (en los casos estudiados) de la punta de la cola hasta el extremo proximal cabeza para dar lugar al subconjunto cola. Ambos tipos de colas tienen una estructura compleja placa de base (o punta de la cola) en sus extremos de cabeza distal. Placas de base se ensamblan primero, y cuando estn completa, que forman el sitio en el que el eje de cola helicoidal comienza a montar. Pero arrays helicoidales pueden ser indefinidamente largo; as que cmo se programan las longitudes de cola discretos? Colas de fagos utilizar una plantilla de protena (discutido en ms detalle ms adelante) para determinar la longitud de la cola, y cuando se alcanza esta longitud, otras protenas se unen a la punta de crecimiento para bloquear el crecimiento. Hay tres tipos de hlice (o anillo) protenas de construccin apilados, el tubo Myoviridae cola (interior) y la vaina protenas (exteriores) y la protena de eje de cola Siphoviridae. De estos tres, las protenas de la vaina estn ms altamente conservadas, y en muchos (pero no todos) los fagos de cola son reconociblemente relacionado en la secuencia de aminocidos. Los otros dos son extremadamente variables, y sin informacin estructural que es imposible saber si son o no formar grupos discretos alejadas de las protenas. Por lo tanto, no hay pruebas convincentes de que el ncleo y la vaina de la cola Myoviridae y las subunidades eje de cola Siphovirdiae tienen un ancestro comn, y sus diferentes funciones y papeles sugiere que pueden tener orgenes independientes. Los fagos filamentosos o Inoviridae, a diferencia de la mayora de los virus bacterianos, no escapan de la clula husped por lisis que Su capa helicoidal est montado a partir de subunidades incrustadas en la membrana celular como el ADN se extruye a travs de una mquina de montaje complejo construido en las membranas de los infectados clula. Puesto que se renen en una de tal manera diferente de los otros fagos en discusin aqu, y el mecanismo detallado de su montaje no se entiende en detalle, que no se considerarn en profundidad aqu. Catlisis y Asamblea Andamios, plantillas y plantillas Andamios protenas son protenas que se ensamblan en bastante grandes nmeros en procapsids pero no estn presentes en el virin completado. Actan de forma transitoria para ayudar en el montaje correcto de los depsitos de protenas de la capa y en los casos tailedphage en la determinacin de un vrtice nico (arriba). Los mecanismos precisos por los cuales las protenas de andamiaje realizan estas funciones se desconoce, pero por lo general el espacio interior de procapsids Caudovirales contiene varios cientos de molculas de protenas de andamiaje que son esenciales para el montaje procapsid adecuada. Estn entonces o bien proteolticamente destruidos o liberados intacto antes se empaqueta ADN. Entre este ltimo tipo, el andamio de fago P22 se ha demostrado que participar en un promedio de cinco rondas de montaje procapsid y as acta catalticamente claramente en el proceso de montaje. No se han encontrado complejos oligomricos estable entre capa y andamios molculas, sin embargo, conjunto del andamio 'nuclea' capa (en ausencia de todas las otras protenas) a concentraciones a las cuales capa de falla de montar por s mismo. Andamios sigue siendo tan pequeos oligmeros en la ausencia de protena de la cubierta. No es claro si andamio est formando una plantilla de montaje cuya superficie guas abrigo o es vinculante y modificar transitoriamente la conformacin capa de modo que ensambla correctamente. Microviridae, a pesar de su protena de la cubierta de shell 'simple' T1, tiene tanto un andamio de protenas interno y externo. Adems de papeles en el control temporal y espacial de la protena de la cubierta de montaje, andamios pueden funcionar tambin para llenar el interior y por lo tanto excluir macromolculas celulares desde el interior procapsid. Tal vez el mejor ejemplo de una plantilla de montaje es el montaje de los ejes de cola Caudovirales. Siphoviridae subunidades del eje de cola requieren dos cosas para montar, un sitio de iniciacin de la placa base completa y una plantilla a lo largo de los cuales juntan. Esta plantilla ha sido mejor estudiado en fago l, pero incluso all el conjunto del eje de cola es compleja y an no se entiende completamente. Se ha demostrado que el l gen del fago H (o 'cinta mtrica') protena sirve como una plantilla para el montaje de la subunidad eje hacia fuera desde la estructura de punta distal, y es la longitud de la protena cinta mtrica extendida que determina la longitud del eje de cola; el acortamiento de la protena cinta mtrica provoca la formacin de una cola proporcionalmente ms corta. Curiosamente, en estos viriones, se cree que la cinta mtrica para ocupar el lumen de la cola, a travs del cual debe pasar el ADN durante la inyeccin, y la protena cinta mtrica es expulsado del virin junto con el ADN durante el proceso de infeccin. Un segundo tipo de cinta mtrica se ha sugerido para el ensamblaje del fago PRD1 T25 protena de la cubierta de shell. El producto proteico del gen PRD1 30 se estira a lo largo de los bordes de la cara de la estructura icosadrica y puede determinar la longitud de la cara y por lo tanto el tamao del icosaedro. Un tercer tipo de control espacial de reunin es la 'plantilla', de los cuales el bigote fago T4 es el principal ejemplo. Esta fibra sobresale de la unin cabeza-cola, y su extremo distal se une al codo de la fibra de la cola doblada, sostenindolo en la posicin correcta para la unin de la fibra de la cola a la placa de base. El uso de una plantilla como aqu puede reflejar alguna dificultad inherente a la fijacin con xito las fibras de la cola (vase ms adelante). Enzimas de montaje y chaperonins Aparte de las protenas de andamiaje, hay otros ejemplos wellstudied de protenas que actan catalticamente durante el ensamblaje del virin del fago. Tal vez el ms curioso de ellos es el producto del gen 63 del fago T4. Esta protena se requiere para la adicin de fibras de la cola a la virin completado de otro modo, pero no est presente en los viriones. Su mecanismo de accin exacto no se conoce, pero se ha sugerido que la plantilla y se ha descrito anteriormente se requieren para permitir la creacin de una junta de bola y cavidad flexible entre la fibra y el resto del virin, que a su vez pueden permite que la fibra 'buscar' de manera ms eficiente para su sitio de unin en la superficie de las clulas bacterianas. Adems, el gen T4 38 protena parece unirse a trimerizacin y catalizar eficiente de la subunidad que forma el medio exterior de la fibra de la cola doblada, pero entonces se libera y no se encuentra en los viriones. Chaperoninas se requieren en el plegamiento de muchas protenas y por lo que pueden ser crticos para el montaje de fagos en que las protenas deben estar debidamente doblados a participar en el proceso de montaje. Es interesante notar que la funcin de la protena-plegable chaperonina fue descubierto durante el anlisis gentico de la funcin del anfitrin en conjunto de la cabeza del fago l, y que algunos fagos (por ejemplo, T4) subunidades de reemplazo de codificacin para la chaperonina GroE para asegurar que sus protenas son plegada correctamente. Otras acciones catalticas durante el montaje del fago son la accin de escisin dependiente de ATP de translocases de ADN que mueven el ADN en el procapsid portal a travs del anillo y la escisin de overlength replicado el ADN del virin a la longitud por la enzima codificada por el fago llamado 'terminasa' en los Caudovirales (el proceso de envasado de cido nucleico est menos bien comprendido en otros fagos). Ambas funciones enzimticas son esenciales para el ensamblaje de cola-fago, y se remite al lector al artculo de este volumen sobre la encapsulacin de cidos nucleicos para una discusin ms detallada. Adems, la modificacin proteoltica enzimtica de protenas del virin es a menudo esencial durante el montaje (abajo). Nucleic Acid encapsidacin El envase de cido nucleico dentro de viriones se trata con ms profundidad en otros artculos de este volumen, pero hay que sealar aqu que los diferentes fagos utilizan estrategias muy diferentes para construir un virin con cido nucleico en el interior y de protenas (y lpidos en algunos casos) que rodean que el cido nucleico. El envase de un ARN de cadena simple dentro de la molcula del virin por los miembros de la familia Leviviridae produce por la asamblea concomitante de molculas de protena de cubierta en una estructura icosadrica T3 y condensacin de la ARN (que se prev que sea ms compacto debido a la extensa estructura secundaria) por un proceso que no se entiende en detail.Here, ya que aparentemente en todos los fagos, se requiere el reconocimiento de una secuencia particular en el cido nucleico viral para iniciar embalaje, asegurando as que slo el cido nucleico especfico del virus se encapsidated. Los otros tipos de fagos o bien montar un procapsid en el que el cido nucleico se inserta por una translocasa cido nucleico (Caudovirales, Tectiviridae, Cystoviridae) o ensamblar el virin alrededor de la ssDNA, ya que se extruye de la clula (Inoviridae) que consume energa. Las modificaciones covalentes de protenas durante la Asamblea Protena escote Una escisin proteoltica comn, pero no universal, caracterstica del conjunto de fagos se la controla de algunos participantes de protenas. Esto se estudia mejor en el Caudovirales, y por lo que se discutir aqu. Se descubri pronto que una porcin N-terminal de todas las molculas de protena de cubierta de fago de T4 se elimina por escisin proteoltica durante el montaje, y que esta escisin es dependiente de montaje correcto de la cscara protena de la cubierta. Se ha sugerido que el papel de dicha protena de la cubierta de recorte, que es comn, es hacer que el montaje irreversible, permitir que la protena de cubierta de encontrar un estado plegado ms estable, para alterar la funcin protena de la cubierta entre el ensamblaje del virin y la entrega de ADN, para ayudar a crear roominside para theDNA, a ser una especie de control de calidad y / o simplemente para eliminar parte del virin que ya no necesita despus del montaje exitoso. Estos, por supuesto, no son mutuamente exclusivos papeles. Asamblea de escisin dependiente de otras protenas de ensamblaje del virin, tales como protenas de portal, protenas de andamiaje y protenas cinta mtrica, as como la propia proteasa codificada por el fago, tambin se han observado. Dnde se ha estudiado, un fago codificada proteasa co-ensambla en la procapsid y posteriormente proteolyzes las protenas de la cabeza, incluida la propia. Corte de la protena de la cola se entiende lesswell, y la proteasa que recorta, por ejemplo, el C-terminal de la protena del fago l cinta mtrica no ha sido identificado, pero una proteasa anfitrin es responsable de la eliminacin esencial, pero no ensamblaje dependiente de la N regin-terminal de una protena del virin del fago P22 que se inyecta con el ADN. Protena de entrecruzamiento Escherichia coli fago HK97 tipifica un subconjunto de Siphoviridae que se sabe que reticular covalentemente todas sus protenas de la cubierta como el paso final en la maduracin del portacpsulas. Otros enlaces cruzados covalentes se han descrito entre algunas de las molculas de protena de cubierta de fago l y un fragmento de su cabeza proteasa putativa, pero su papel en el ensamblaje no se conoce. En HK97, cada subunidad capa se uni a sus vecinos a travs de enlaces isopeptdicos de la cadena lateral de lisina-asparagina. La topologa de estos enlaces cruzados es tal que se forman anillos covalentes de cinco y seis subunidades que estn entrelazados, haciendo as una especie de "correo de cadena 'molecular. Esta reticulacin es catalizada por la protena de la cubierta en s despus de la cscara se ha ampliado, y las reticulaciones contribuir a la estabilidad de la cabeza. Lpidos de membrana de adquisicin Varias familias de virus bacterianos tienen bicapas lipdicas en sus viriones (Tabla 1). Estos han sido estudiados ms en el Tectiviridae fago PRD1, que tiene una bicapa lipdica entre la carcasa de la cpside icosadrica y el dsDNA interna. Esta capa puede ayudar en la proteccin del cido nucleico intravirion, sino que tambin participa en la entrega de ADN en las clulas sensibles. Los miembros de la Tectiviridae, Cystoviridae, y todos parecen Corticoviridae para adquirir su membrana de lpidos en el citoplasma de la membrana del husped por mecanismos todava poco comprendidos, despus de las protenas codificadas por virus se han insertado en la membrana de acogida. La informacin est disponible en algunas de las protenas del virin que interactan con la bicapa lipdica, pero poco se sabe sobre el mecanismo detallado de la asamblea de la membrana en viriones estos fagos. El fago Plasmaviridae L2, que infecta a un miembro de la familia Mycoplasma bacteriana, aparece a la yema de la membrana de la clula husped. Este tipo de liberacin slo puede ser posible en los micoplasmas, ya que son las nicas bacterias que no tienen pared celular, pero la morfognesis de L2 no se ha estudiado en detalle. Resumen Es evidente que no existe un nico "mecanismo de ensamblaje de la cpsida del bacterifago '. Virus bacterianos son variadas y complejas, y que utilizan muchos mecanismos diferentes en el camino a ensamblar los viriones completos. Dos importantes lecciones para llevar a casa en cuanto conjunto de fagos son (1) el uso ubicuo de las vas obligadas en los procesos de montaje y (2) el uso de las protenas que son esenciales para el montaje, pero que no estn presentes en el virin completado. Esto ltimo significa que el montaje no puede entenderse simplemente examinando las propiedades de los componentes del virin completado. Adems, las partes de protenas y lpidos de viriones no son simples contenedores diseados exclusivamente para la proteccin del cido nucleico en el interior. Tambin son dispositivos moleculares sofisticadas que estn diseados para entregar sus cargas tiles de cidos nucleicos en clulas sensibles a travs de mecanismos que son tan variados como las formas en que se ensamblan. Sin duda, este requisito de que los viriones ser metaestable estructuras 'resorte', que pueden liberar de forma espontnea su cido nucleico, cuando se recibe la seal externa derecha, es en gran parte responsable de la complejidad de la estructura del virin del fago y de reunin. Debido a esta diversidad y complejidad, el estudio del conjunto de fagos ha arrojado luz sobre los mecanismos de muchos otros procesos de montaje macromoleculares. Agradecimientos El autor agradece a Lu Gan, Roger Hendrix, Jack Johnson, Victor Kostyuchenko, y Michael Rossmann para el material para las figuras. Ver tambin: Asamblea de no envueltos viriones; genoma Embalaje en virus bacterianos; Principios de virin estructura; Estructura de los no envueltos viriones.

Genoma Packaging en virus bacterianos P Jardine, Universidad de Minnesota, Minneapolis, MN, EE.UU. A 2008 Elsevier Ltd. Todos los derechos reservados. Glosario Cromosoma encapsidado polmero de cido nucleico que es el componente genmico del virin del fago. Concatmero un polmero de cido nucleico de largo compuestos de genomas unidas en tndem. Embalaje complejo ATPasa de la enzima que se une a, o es parte de, la procapsid y transloca el cromosoma desde el exterior al interior de la cpsida. Procapsid El preformado, cpside precursor en la que se empaqueta el genoma. ProHead Ver procapsid. El virin, partcula de fago infeccioso maduro. Introduccin La fase parasitaria del ciclo de vida del virus comienza con la deliveryofa viralgenomeintothehostcell.Therefore, la unin de los cromosomas del virus con la cpside viral puede considerarse la culminacin del proceso de ensamblaje del virus que produce las partculas infecciosas que continuar la prxima ronda de dependientes del husped replication. Los bacterifagos han desarrollado mecanismos complejos bywhich que ensurethatthisprocessisbotheffectiveand eficiente. Como en otros tipos de virus, la encapsidacin del cromosoma bacteriophage occursby uno de los dos pathways distintas. La primera es la co-ensamblaje de los componentes de la cpside proteica con el cromosoma en el extremo de la replicacin viral. Por este mecanismo, los componentes de la cpside se ensamblan alrededor del cromosoma del fago a travs de los principios de montaje auto-dirigida, con grandes clases de ADN de cadena sencilla (ssDNA) y fagos filamentosos de una sola hebra de ARN (ARN de cadena simple) phagesbeinggeneralexamples.The ssDNA de la familia Inoviridae, tal como M13, lograr co-ensamblaje del cromosoma y de la cpside a travs de un proceso de extrusin por el cual ssDNA cromosoma, withbindingprotein recubiertos, istranslocatedthroughthe proteincomponents upexternal de la cpside en la membrana assemblysites asociados brane.Thechromosomepicks mem-clula. Esta extrusin / co-dependiente assemblyisATP. En contraste, los fagos de la familia ssRNA Leviviridae, tales como MS2, presente un co-ensamblaje de una cpside icosadrica alrededor de un cromosoma ssRNA altamente estructurado. En la segunda va general de encapsidation genoma, el foco de este artculo, ensamblaje de la cpsida y la replicacin del genoma permanecen separados hasta que convergen en un evento durante el cual el cromosoma del fago se empaqueta en una cpside preformada mediante un proceso distinto de los que impulsan co -montaje. A diferencia de co-montaje, packagingis genoma menudo mediatedbymechanisms que energetically conducir el cromosoma desde el exterior hacia el interior de la cpside. En muchos sistemas de fagos, este evento requiere el montaje de maquinaria molecular especializado y la entrada de energa para empujar el cromosoma de cido nucleico en un espacio confinado en contra de un gradiente de concentracin que resultan en la compactacin del polmero de cido nucleico en varios rdenes de magnitud. Hay tres tipos de genoma packagingthat represent tres grandes grupos de fagos y se distinguen por el tipo de sustrato de cido nucleico que se empaqueta. Estos consisten en (1) el ADN de doble cadena (dsDNA) de la orden de fagos Caudovirales, que incluye las familias Podo-, Sipho-, y Myoviridae, y otros grupos, incluyendo thefamily Tectiviridae; (2) los ssDNAphages de thefamily Microviridae; y (3) los (dsRNA)-fagos strandedRNA dobles de la familia de Cystoviridae. Los tres de estos grupos de fagos han desarrollado estrategias complejas y altamente eficientes para seleccionar y trasladar chromosomes virales desde el citosol de la clula husped en una cpside preformada.Consideraciones generales Uno de los aspectos ms cruciales de envasado del genoma en bacterifago, como en otros virus, es la seleccin apropiada de polmero de cido nucleico cromosmico virus a partir del medio de cido nucleico dentro de la clula husped. Esta selectividad se logra por la unin y el reconocimiento de los cromosomas virales precursoras por componentes del aparato de empaquetado del genoma y la orientacin a la cpside precursor premontado. Este evento de direccionamiento puede ser acoplado a otros eventos tales replicacin asgenome, como en la familia Microviridae, ser parte del proceso de maduracin cromosmica, como en los fagos dsDNA, o preceden las etapas finales de la replicacin cromosmica como se encuentra en la familia de Cystoviridae. Nomenclatura puede ser diversa en toda la literatura, con cpsides precursores se conocen como procapsids, proheads, o preheads, depending en el sistema. Este artculo se refiere a la cpside precursor blanco de embalaje como el ProHead o procapsid como es el convenio para cada sistema. Adems, hay que distinguir entre el genoma del bacterifago y el cromosoma empaquetado que se convierte en parte del virin progenie infecciosa. En algunos casos, estos dos trminos son sinnimos, como en la familia Microviridae y el dsDNA fagos lambda,continuar pag 10