Myoviridae (énfasis T4) - Ana Sofía Acosta Flashcards
Familia Myoviridae (T4) - Material genético
El bacteriófago T4 posee dsDNA (ADN bicaternario).
Tiene una longitud aproximadamente de 168 kbp y 289 marcos abiertos de lectura.
Las fibras de la cola poseen sensores que reconocen moléculas del hospedero.
Pertenece a la familia Myoviridae del orden Caudovirales
Referencias bibliográficas:
- Yap, M. L., & Rossmann, M. G. (2014). Structure and function of bacteriophage T4. Future Microbiology, 9(12), 1319-1337. https://doi.org/10.2217/fmb.14.91
- Nobrega, F. L., Vlot, M., de Jonge, P. A., Dreesens, L. L., Beaumont, H. J. E., Lavigne, R., Dutilh, B. E., & Brouns, S. J. J. (2018). Targeting mechanisms of tailed bacteriophages. Nature Reviews Microbiology, 16(12), 760-773. https://doi.org/10.1038/s41579-018-0070-8
Familia Myoviridae (T4) - Morfología
- Es el típico fago que se encuentra en todos los ciclos que explican la reproducción viral. Esta conformado por una cápside (cabeza) en donde almacena su dsDNA, un cuello que conecta la cápside con la cola y de aquí salen unos bigotes, la cola se compone por vaina de la cola que envuelve un conducto, una placa basal hexagonal y unas fibras de cola.
- Posee una cabeza de 1150 °A de largo y 850 °A de ancho.
- Una vaina de la cola de 240 °A de diámetro y 925 °A de largo.
- Una placa basal hexagonal de 270 °A de alto y 520 °A de diámetro.
- 6 fibras de cola de 1450 °A de largo.
- Todas sus estructuras requieren de ATP, traducción y maduración proteica.
Referencias bibliográficas:
- Yap, M. L., & Rossmann, M. G. (2014). Structure and function of bacteriophage T4. Future Microbiology, 9(12), 1319-1337. https://doi.org/10.2217/fmb.14.91
- Andrew M.Q. et al. (2012). Family - Myoviridae, Virus Taxonomy, Pages 46-62, ISBN 9780123846846, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384684-6.00002-1
Familia Myoviridae (T4) - Hospederos
- Estos bacteriófagos T4 pueden infectar cualquier enterobacteria como E. coli.
- Pueden resistir a diferentes ambientes con tal de tener energía que ayude a sintetizar su estructura.
- Estos fagos con tal de tener una membrana a la cual se puedan adherir, van a inyectar su material genético y replicarse.
Referencias bibliográficas:
- Maghsoodi, A., Chatterjee, A., Andricioaei, I., & Perkins, N. C. (2019). How the phage T4 injection machinery works including energetics, forces, and
dynamic pathway. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 116(50), 25097-25105.
https://doi.org/10.1073/pnas.1909298116 - Nobrega, F. L., Vlot, M., de Jonge, P. A., Dreesens, L. L., Beaumont, H. J. E., Lavigne, R., Dutilh, B. E., & Brouns, S. J. J. (2018). Targeting mechanisms of
tailed bacteriophages. Nature Reviews Microbiology, 16(12), 760-773. https://doi.org/10.1038/s41579-018-0070-8
Familia Myoviridae (T4) - Enfermedades asociadas
- Este bacteriófago infecta enterobacterias y se aprovecha de sus maquinarias. Una vez dentro de ella causa estragos en el ADN de las bacterias y esto puede causar una expresión errónea de sus genes.
- Ciertos pacientes con patologías cardiovasculares han presentado una alta concentración de fagos como T4 dentro de bacterias que conviven con el cuerpo humano.
- Estos bacteriófagos inyectan su material genético contrayendo su vaina de la cola (se puede visualizar microscópicamente como una menor distancia entre la cápside y la placa basal) y ligándose de con receptores específicos en las fibras de cola.
Referencias bibliográficas:
Huh, H., Wong, S., St. Jean, J., & Slavcev, R. (2019). Bacteriophage interactions with mammalian tissue: Therapeutic applications. Advanced Drug Delivery Reviews, 145, 4-17. https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.01.003
Familia Myoviridae (T4) - Datos interesantes
- Se ha propuesto su uso como un vector que permita el transporte y la entrega de vacunas al sistema inmune.
- Implementar el mecanismo de inyección de su dsDNA en células y su capacidad de traspasar barreras biológicas como mucosas, endotelios, epitelios y demás para poder realizar ciertas aplicaciones terapéuticas en patologías con origen en mutaciones genómicas.
Referencias bibliográficas:
- Huh, H., Wong, S., St. Jean, J., & Slavcev, R. (2019). Bacteriophage interactions with mammalian tissue: Therapeutic applications. Advanced Drug Delivery Reviews, 145, 4-17. https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.01.003
- Tao, P., Zhu, J., Mahalingam, M., Batra, H., & Rao, V. B. (2019). Bacteriophage T4 nanoparticles for vaccine delivery against infectious diseases. Advanced Drug Delivery Reviews, 145, 57-72. https://doi.org/10.1016/j.addr.2018.06.025
Familia Myoviridae (T4) - Términos que no entendí
- dsDNA: ADN de doble cadena característico de ciertos virus.
- Marcos abiertos de lectura: segmentos de ADN en donde se tiene un codón de inicio y uno terminal.
Referencias bibliográficas:
- Virus_ADN_bicatenario. (s.f.). https://www.quimica.es/enciclopedia/Virus_ADN_bicatenario.html
- Shchelochkov, Oleg. (2022). Open Reading Frame. Genome.gov.https://www.genome.gov/genetics-glossary/Open-Reading-Frame
¿Qué tipos de estructuras podemos encontrar en su membrana para que facilite adición en membranas como la de E. coli?
Andrés Liévano
Hola Andrés,
las estructuras que facilitan esta interacción son las fibras de cola que posee el bacteriófago, en ella se han encontrado ciertos receptores muy específicos que hacen parte de la señalización y el reconocimiento de las membranas de las enterobacterias, siendo E. coli la más conocida.
Referencias:
- Yap, M. L., & Rossmann, M. G. (2014). Structure and function of bacteriophage T4. Future Microbiology, 9(12), 1319-1337. https://doi.org/10.2217/fmb.14.91
Pregunta - Paula Andrea Villamarín
Hola, muy buena información. Mencionaste que las fibras de la cola poseen sensores que reconocen moléculas del hospedero. ¿Qué tipo de sensores o receptores son estos?¿Son las mismas en todos sus hospederos?
Hola Paula,
Estos sensores son lipopolisacáridos muy específicos que se enlazan con una proteína transmembranal (OmpC de outer membrane protein C) y se pueden desenlazar una vez el material genético haya sido inyectado. Estos lipopolisacáridos están ubicados en la parte más distal de las fibras de cola que son codificadas por el gen 37.
Referencias:
Washizaki, A., Yonesaki, T., & Otsuka, Y. (2016). Characterization of the interactions between Escherichia coli receptors, LPS and OmpC, and bacteriophage T4 long tail fibers. MicrobiologyOpen, 5(6), 1003-1015. https://doi.org/10.1002/mbo3.384
Preguntas - Juan Camilo Bohórquez
Hola ana, está súper tú presentación. ¿Sabes cuál es la composición de las fibras de la cola para que sus sensores reconozcan las moléculas del hospedero?
Hola Juan Camilo,
La parte de las fibras de la cola que reconocen la membrana del hospedero, más específico la proteína transmembranal específica, son unos lipopolisacáridos ubicados en la punta de las fibras (glicoproteínas) que se unen a la membrana del hospedero.
Referencias:
- Hyman, P., & van Raaij, M. (2018). Bacteriophage T4 long tail fiber domains. Biophysical Reviews, 10(2), 463-471. https://doi.org/10.1007/s12551-017-0348-5
- Washizaki, A., Yonesaki, T., & Otsuka, Y. (2016). Characterization of the interactions between Escherichia coli receptors, LPS and OmpC, and bacteriophage T4 long tail fibers. MicrobiologyOpen, 5(6), 1003-1015. https://doi.org/10.1002/mbo3.384
Pregunta - Ana Sofia Pérez
Al mencionar que requieren maduración proteica, ¿significa que poseen intrones y exones? ¿su secuencia es monocistrónica o policistrónica?
Hola Ana,
Con la maduración proteica me refería a que ciertas proteínas sintetizadas requieren la adición de ciertos grupos funcionales que le dan propiedades diferentes. Sin embargo, el bacteriófago si posee ciertos intrones y, por lo tanto, exones y en cuanto a si es policistrónico o monocistrónico, según lo que entendí es policistrónico ya que posee varios marcos de lectura, pero hay ciertos que codifican varias proteínas.
Referencias:
- Alan J Herr, Chad C Nelson, et. al (2001). Analysis of the roles of tRNA structure, ribosomal protein L9, and the bacteriophage T4 gene 60 bypassing signals during ribosome slippage on mRNA. Journal of Molecular Biology, vol. 309- 5. pg 1029-1048, ISSN 0022-2836. https://doi.org/10.1006/jmbi.2001.4717.
- Yap, M. L., & Rossmann, M. G. (2014). Structure and function of bacteriophage T4. Future Microbiology, 9(12), 1319-1337. https://doi.org/10.2217/fmb.14.91
Pregunta - Mariana Grijalba Castillo
Teniendo en cuenta que dices que este virus es capaz de infectar bacterias, ¿Hay alguna manera de que las bacterias que están infectadas logren una respuesta inmune y de que manera que estén infectadas afecta al ser humano?
Hola Mariana,
Según lo que entendí es que ciertos plásmidos bacterianos pueden ingresar a otras bacterias y expresarse dentro de ellas, lo cual causaría una respuesta del sistema inmune humano.
Referencias:
Huh, H., Wong, S., St. Jean, J., & Slavcev, R. (2019). Bacteriophage interactions with mammalian tissue: Therapeutic applications. Advanced Drug Delivery Reviews, 145, 4-17. https://doi.org/10.1016/j.addr.2019.01.003
Muy buen glosario, quería saber qué tan mortales pueden ser cuando se adhieren a las bacterias como E. Coli y cuales pueden ser sus funciones en el futuro ya que tenemos el problema de la crisis de la resistencia a antibióticos?
Juan Sebastián Ramírez
Hola Juan,
los bacteriófagos T4, junto con otros, pueden causar mutaciones en el genoma de E. coli y así afectar ciertas rutas metabólicas o proteínas que causarían resistencia a ciertos medicamentos, pero también se podrían implementar estos bacteriófagos T4 como un medio de introducir ciertos genes que eviten la resistencia de E. coli e, incluso, el crecimiento de biofilms. Adicional a esto, es importante recordar que el ciclo de vida de estos bacteriófagos es lítico por lo que al liberarse el fago, lisa completamente la célula bacteriana.
Referencias:
- Coulter, L. B., McLean, R. J. C., Rohde, R. E., & Aron, G. M. (2014). Effect of bacteriophage infection in combination with tobramycin on the emergence of resistance in Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa biofilms. Viruses, 6(10), 3778-3786. https://doi.org/10.3390/v6103778
Pregunta Andres Quintero
Cual es la razón de que los bacteriófagos T4 puedan infectar cualquier enterobacteria, su ADN tiene que ver en esta característica?
Hola Andrés,
El ADN de los bacteriófagos posee ciertos genes que codifican las fibras de la cola que tienen receptores que se unen a una proteína característica de las enterobacterias (Omp) que poseen ciertas terminaciones dependiendo de la bacteria.
Referencias:
- StÜrenburg, E., Sobottka, I., & Mack, D. (1998). Short communication: Cloning and sequencing of Enterobacter aeregenes Omp-C type osmoporin linked to carbapenem resistance. Journal of Allergy and Clinical Immunology, 130(2), 556. http://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2012.05.050
- Hyman, P., & van Raaij, M. (2018). Bacteriophage T4 long tail fiber domains. Biophysical Reviews, 10(2), 463-471. https://doi.org/10.1007/s12551-017-0348-5
