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Virologie > Semaine 2 : T4 et T7 > Flashcards

Semaine 2 : T4 et T7 Flashcards

1
Q

Phage T4?

A
  • Très connu et étudié
  • Phage d’E. coli utilisé par le phage group en 1940
  • Étude = a permis la découverte de la notion de gène, la restriction de l’ADN et réparation de l’ADN
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Q

Comment sont appelés les virus ayant des propriétés similaires à T4?

A

phages T-pairs

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3
Q

Où se trouve le phage T4?

A

Dans les intestins de mammifères et dans les eaux d’égoûts

*** séquences homologues au phage T4 sont réparties à l’échelle mondiale (océan, sol, eaux usées; associées aux humains et aux animaux

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4
Q

Classification du phage T4?

A
  • Classe : Caudoviricetes (queues)
  • Famille : Myoviridae (longues queues contractiles)
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5
Q

Caractéristiques des phages T-pairs?

A

Virulents et seulement capables du cycle lytique (ne forment pas de prophage)

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6
Q

Structure du virion T4?

A

Complexe, codée par plus que 40 gènes
- Tête, col, tube de la queue, gaine contractile, plaque basale, crochets et fibres de la queue

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7
Q

Virion T4 : structure de la tête?

A
  • Contient le génome
  • Forme icosaédrique (et hélicoïdale)
  • Remplie avec l’ADN virale à capacité maximale
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8
Q

Virion T4 : structure du col?

A
  • Relie la tête au tube de la queue
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9
Q

Virion T4 : structure, tube de la queue?

A

Tube creux à travers lequel l’ADN viral est injecté

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10
Q

Virion T4 : structure de la gaine contractile?

A
  • Agit comme un ressort
  • Entoure le tube de la queue
  • Fixée à la plaque basale
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11
Q

Virion T4 : structure de la plaque basale?

A
  • Impliquée dans la fixation du virus au récepteur de la cellule
  • Régule le flux de l’ADN (moteur)
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12
Q

Rôle des crochets dans la structure du virion T4?

A

Détectent la présence de cellules hôtes

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13
Q

Que font les fibres de la queue dans la structure du virion T4? (courtes et longues)

A
  • Détectent des cellules hôtes
  • Se lient de manière réversible à la surface de la cellule (longues) : les fibres courtes se lient de façon irréversible
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14
Q

Génome du phage T4?

A
  • Une seule molécule ADNdb (169 903 pb)
  • Code pour 160 protéines (fonctions connues)
  • 120 ORF (fonctions inconnues)
  • Gènes fonctions associées = groupés (facilite régulation précise de l’expression des gènes)
  • Multiples origines de réplication
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15
Q

Le génome du phage T4 est décalé de façon circulaire avec les répétitions terminales d’environ 5000 pb. Explique.

A
  • Décalage : le point de départ du génome diffère pour chaque virus dans une même population
  • Répétitions terminales : le génome contient des séquences répétées à chaque extrémités (environ 5000 pb) → les extrémités se rejoignent pour former une molécule d’ADN circulaire
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16
Q

Le génome de T4 contient une base modifiée. Nom et avantage?

A

5’-hydroxyméthylcytosine (HMC), qui remplace la cytosine dans l’ADN.

Avantages :
- Protéger l’ADN viral des systèmes de restriction de l’hôte

  • Permet de distinguer l’ADN viral de l’ADN hôte : l’ADN hôte peut être dégradé et utilisé pour la réplication du phage
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17
Q

Stratégie de réplication de T4?

A

La réplication des génomes et la synthèse de l’ARNm ressemblent étroitement à celles de la ¢ hôte

  • ARNm viraux sont traduits par la cellule = protéines virales assemblées avec les nouveaux génomes viraux pour faire des virions matures
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18
Q

Les 4 phases de la réplication de T4?

A
  1. L’adsorption et l’entrée du matériel génétique dans la ¢ hôte
  2. Synthèse des acides nucléiques + protéines des virions
  3. Assemblage des virions
  4. Libération des virions
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19
Q

Que se passe-t-il lors de l’adsorption du phage à la ¢ hôte?

A
  • Fibres de la queues se décrochent de leur position fixe (près des crochets)
  • Extrémités des fibres = liaison réversible avec les LPS/protéines OmpC
  • Protéine virale gp37 se fixe à la surface de la cellule
  • Virion se déplace à la surface de la ¢ jusqu’à ce qu’au moins 3 fibres y soient fixées
  • Fibres caudales courtes (associées à la plaque basale) = libérées position repliée = liaison irréversible avec LPS de l’hôte
  • Plaque basale change de forme (hexagonale → étoile)
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20
Q

Explique ce qui se passe lors de l’entrée du matériel génétique du phage dans la cellule hôte.

A
  • Pénétration dans la ¢ par structure en forme d’aiguille (bout du tube, sous plaque basale)
  • Cylindre central raccourcit (car contraction de la gaine)
  • Tube interne de la queue est poussé à travers la plaque basale et perce la couche de peptidoglycane de l’hôte
  • Action du lyzozyme (plaque basale) facilite pénétration dans la cellule
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21
Q

Suite à l’entrée du matériel génétique du phage, comment se produit l’injection jusque dans le cytoplasme de l’hôte?

A
  • Aiguille se détache
  • Protéine étalon de la queue (dans canal du tube de la queue) se rétracte = ADN viral peut sortir
  • ADN viral = libéré de la capside (par le tube) et se rend dans cytoplasme de la cellule

*** Capside reste attachée à l’extérieur de la cellule

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22
Q

Caractéristiques de l’expression des gènes de T4?

A
  • Expression des gènes est très contrôlée et temporellement ordonnée
  • L’ARN polymérase de l’hôte est impliqué et est modifiée par T4 tout au long du cycle de réplication
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23
Q

De quoi est constituée l’ARN polymérase?

A
  • 2 SU alpha, 1 SU bêta et une SU bêta’ = noyau de l’enzyme (core)
  • Facteur sigma qui permet fixation de la polymérase au promoteur
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24
Q

Quand est-ce que l’ARN pol de l’hôte est modifiée pour favoriser les promoteurs de T4 (p/r à ceux de l’hôte)?

A

Dès que l’ADN de T4 pénètre dans la ¢

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25
Q

Comment est-ce que l’ARN pol de l’hôte est modifiée pour favoriser les promoteurs de T4 (p/r à ceux de l’hôte)?

A
  • Alt (protéine injectée en même temps que l’ADN viral) modifie la SU alpha de l’ARN pol de l’hôte par ribosylation ADP-dépendante → favorise l’activité des promoteurs T4
  • Alc oblige l’ARN pol à arrêter la transcription de l’ADN contenant la cytosine (hôte) en ignorant l’HMC de l’ADN viral
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26
Q

Les gènes précoces de T4 sont transcrits comment?

A

En sens anti-horaire (mais peut encoder dans les deux sens pour gagner de l’espace)

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27
Q

Quels sont les produits des premières transcriptions de T4? Leurs rôles?

A

MotA et AsiA (pendant transcription intermédiaire)

  • Modifient le motif du facteur sigma de l’ARN pol de l’hôte → cela initie la transcription dans les promoteurs des gènes intermédiaires uniques de T4
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28
Q

Pour quoi codent les gènes intermédiaires de T4?

A

Codent pour des fonctions de métabolisme et de réplication

  • Nucléases (dégradent ADN hôte)
  • ADN pol dépendante de l’ADN
  • Protéines supplémentaires qui modifient l’ARN pol de l’hôte
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29
Q

Lors de la transcription du phage T4 dans une cellule hôte, combien y a t-il de polymérase?

A

Deux, qui fonctionnent en //.
- ADN pol
- ARN pol
** Nécessaire d’attendre que l’ARN pol encode l’ADN pol pour la réplication

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30
Q

La transition entre les gènes intermédiaires et tardifs de T4 nécessite les produits des gènes…? Fonctions?

A

33 et 35

  • Protéine 55 : facteur sigma viral (remplace celui de l’hôte) qui redirige l’ARN pol vers les séquences des promoteurs de gènes tardifs uniques de T4 (remplace facteur cellulaire!!!)
  • Protéine 33 : modifie ARN pol pour qu’elle ne puisse plus lier l’ADN hôte (élimine interférence)
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31
Q

Les gènes tardifs (transcription tardive T4) codent pour quoi? Dans quel sens?

A

Codent pour les protéines structurales et sont transcrits dans le sens horaire

32
Q

Sur quoi agit Alt?

A

Sur les SU alpha de la polymérase

33
Q

Sur quoi agissent MotA et AsiA?

A

Sur le facteur sigma de la polymérase

34
Q

Sur quoi agit la protéine 33?

A

Sur la SU bêta de l’ARNpol

35
Q

Vrai ou faux : le génome de T4 code pour toutes les SU de son réplisome.

A

Vrai (réplisome contenant 2 polymérases), et code aussi pour toutes les enzymes nécessaires à la synthèse de l’ADN

36
Q

Quand se produit la réplication du génome de T4?

A

Lorsqu’il y a une accumulation suffisante de matériel (après l’expression des gènes tardifs) → modèle du trombone, ADN s’accumule pendant que l’hélicase avance

37
Q

Comment est le génome de T4 dans la cellule hôte?

A

Linéaire!!! (vs circulaire dans la capside)
- Contient plusieurs origines de réplication

38
Q

Comment est la réplication du génome de T4?

A

Bidirectionnelle (direction 5’-3’) avec la synthèse de fragments d’Okazaki pour répliquer le brin retardé (comme dans la cellule!)

39
Q

Comment se fait la réplication du génome de T4 (étapes)?

A
  1. Une primase d’ARN permet la synthèse d’une première amorce nécessaire aux fragments d’Okazaki
  2. L’amorce et le fragment d’Okazaki sont reliés par une ligase après le retrait des bases d’ARN
  3. L’activité hélicase déroule le double brin

*** T4 se réplique comme la ¢ mais code ses propres composantes (pas le choix, car ne possède pas de cytosine)

40
Q

Assemblage des virions : comment le génome de T4 est intégré à la tête?

A

Par le mécanisme de la tête pleine

  • Le concatémère est poussé dans la tête jusqu’à ce qu’elle soit pleine et il est ensuite coupé (environ 103% du génome)
41
Q

Qu’est-ce qui explique que deux phages différents n’ont pas les mêmes extrémités répétées?

A

Car tête est +++ pleine (environ 103% du génome), ce qui mène à des répétitions aux deux extrémités de la séquence (génome). Ne coupe pas à la même place pour chaque phage (possible qu’un gène soit coupé en pleins milieu = virus non fonctionnel)

42
Q

Explique le mécanisme de la tête pleine

A
  • L’empaquetage de l’ADN = fait par le packasome (complexe protéique) → le complexe se fixe à la protéine-portail de la capside
  • L’empaquetage nécessite ATP pour déplacer le génome dans la tête (moteur d’empaquetage = puissant)
43
Q

Vrai ou faux : puisque chaque génome de virion commence par un gène différent et se termine par ce même ensemble de gène, la séquence complète de gènes dans chaque génome est différente lorsque le génome est circularisé.

A

Faux, la séquence complète de gènes est la même dans chaque virus

44
Q

Décrit le processus d’assemblage des virions

A
  1. Protéines de la tête
  2. Protéines de la plaque basale → cylindre et gaines viennent s’ajouter
  3. Les protéines des fibres de la queue s’ajoutent au tout
45
Q

Quelle est la contrainte à l’autoassemblage des virions?

A

La concentration en protéines virales doit être suffisante pour qu’elles se rencontrent (interactions entre les protéines sont nécessaires)

46
Q

T4 lyse E. coli quand environ ____ virions se sont accumulés dans la cellule hôte.

A

150

47
Q

Quelles sont les deux protéines du phage T4 qui sont impliquées dans la lyse des cellules pour la libération des virions?

A
  • Holine : crée des trous dans la membrane, ce qui permet au virus de se déplacer du cytoplasme à la paroi cellulaire
  • Lyzozyme de T4 : dégrade le peptidoglycane → destruction de la paroi cellulaire de l’hôte
48
Q

Caractéristiques de T7?

A
  • Cycle lytique seulement (podovirus = virulents)
  • Infecte juste Gram - → E. coli
  • L’un des 7 phages utilisé comme modèle par le groupe phage
  • Tous les podovirus codent pour une ARN pol à une seule SU
  • L’ARN pol de T7 a été utilisée pour diriger l’expression dans de nombreux vecteurs d’expression de protéines
49
Q

Où retrouve-t-on T7?

A
  • Intestins de mammifères et dans eaux d’égoûts (comme T4)
  • Aussi dans composte, milieux marins côtiers, sources hydrothermales… → + dans environnements marins que T4
50
Q

Classification de T7?

A

Ordre : Caudoviricetes (comme T4)
Famille : Podoviridae (avant), Autographiviridae (maintenant)

51
Q

Structure de T7?

A
  • Capside : diamètre de 60 nm, forme icosaédrique, composée de la protéine gp10 (une seule protéine qui s’auto-assemble)
  • Noyau : structure cylindrique interne qui assur l’injection de l’ADN
  • Tête : remplie à 45% avec génome, génome est enroulé autour du noyau central dans la tête (pas la tête pleine comme T4)
  • Queue courte non-contractile s’attache à la capside via un des sommets icosaédriques
  • Portail = canal ouvert, permet à l’ADN viral de quitter la capside sous forme linéaire (T4 = ADN circulaire dans cytoplasme)
  • 6 fibres caudales (composées de gp17) sur la queue
52
Q

Génome de T7?

A
  • ADN double brin : 40 000 pb, non circulaire (tjrs linéaire!!!)
  • Génome plus petit que les Myoviridae
  • Génome code pour 60 gènes
  • Contient des séquences de paires de bases répétées à chaque extrémités, mais plus courtes que chez T4 (environ 160 pb)
  • Pas de nt modifés (vs HLC chez T4)
  • Sites de restriction sous-représentés
  • Tous les génomes de T7 contiennent des restes d’éléments génétiques mobiles
53
Q

Les 4 étapes de la réplication de T7?

A
  1. Adsorption à la ¢ hôte et injection de l’ADN
  2. Synthèse des acides nucléiques + protéines du phage
  3. Assemblage des virions
  4. Libération des virions
54
Q

Adsorption à la ¢ hôte et injection de l’ADN de T7?

A
  1. Extrémité C’EST-terminale des fibres caudales reconnaît LPS des Gram-, ce qui permet à la queue de se lier à un récepteur
  2. Protéines de noyau entrent dans ¢ via canal de la queue
  3. Formation d’un canal à travers la MP de la ¢ grâce aux premières protéines libérées de la capside → d’autres protéines dégrade la couche de peptidoglycane. Finalement, dernières protéines complètent le canal.
  4. Quand canal est formé : 850 pb du génome viral entre dans ¢ (région du génome avec promoteurs forts qui sont reconnus par l’ARN pol de l’hôte)
  5. Le reste du virion reste attaché à la surface de la cellule
55
Q

Comment est la queue de T7?

A

Queue extensible et non contractile (T4 = contractile)

56
Q

Injection de l’ADN du phage T7 : canal ?

A

Canal se prolonge depuis l’extrémité de la queue du phage jusqu’au cytoplasme de la ¢

57
Q

Expression des gènes viraux chez T7?

A

Au lieu de modifier l’ARN pol cellulaire comme T4, T7 synthétise une ARNpol virale (transporte ses propres protéines)

58
Q

Comment se fait la transcription des gènes viraux chez T7?

A
  • Les gènes et les promoteurs sont codés sur le même brin
  • Transcription se fait toujours dans le même sens (gauche à droite) et est contrôlée dans le temps
59
Q

Les 3 classes de gènes durant la synthèse des protéines T7?

A
  • Classe I
  • Classe II
  • Classe II
60
Q

Gènes de classe I chez T7?

A
  • Synthétisés 2-8 min après début de l’infection
  • Servent à créer des conditions favorables dans la ¢ pour le développement des phages
  • Transcrits par l’ARNpol d’E. coli
61
Q

Les premiers transcrits des gènes de classe I codent pour quoi chez T7?

A
  • Protéines qui inhibent certaines enzymes de restriction cellulaires
  • ARNpol T7
    ** Accumulation de l’ARNpol T7 rend superflu l’usage de l’ARNpol cellulaire, donc ARNpol cellulaire est inhibée par une protéine virale
62
Q

ARNpol de T7?

A
  • 1 SU de 883 a.a
  • Taux de synthèse d’ARNm par la polymérase de T7 est 5x + rapide que celui de l’enzyme d’E. coli
63
Q

Avantage de la méthode d’expression des gènes de T7 (petite partie seulement du génome du phage qui entre dans ¢ et code pour sa propre polymérase)?

A
  • Les gènes sortants sont les premiers transcrits
  • Le reste du génome = dans capside = protection contre nucléases cellulaires
  • ARNpol de l’hôte recouvre immédiatement l’extrémité du génome
64
Q

Gènes de classe II chez T7?

A
  • Synthétisés 6-15 min après début de l’infection
  • Impliqués dans le métabolisme de l’ADN
  • Transcrits par l’ARNpol de T7
  • Codent pour protéines qui dégradent l’ADN de l’hôte (pour se focaliser sur l’ADN du virus, phage utilise les nt comme LÉGOS)
65
Q

Par quoi est provoquée la transcription des gènes de classe II?

A

Par l’entrée graduelle de l’ADN virale et l’accumulation de l’ARNpol de T7

66
Q

Quels sont les premiers transcrits des gènes de classe II de T7?

A
  • ADN pol (virale) qui est responsable de la réplication des nouveaux génomes viraux
67
Q

Caractéristiques de la réplication du génome de T7?

A
  • Une seule origine de réplication
  • Bidirectionnelle, avec synthèse de fragments d’Okazaki
68
Q

Comment commence la réplication du génome de T7?

A

Commence avec des génomes linéaires qui ont des extrémités linéaires (fragments d’Okazaki = amorces) : ce sont des répétitions terminales qui peuvent se lier pour former un concatémère linéaire

→ pas de perte d’information

69
Q

Les concatémères formés lors de la réplication du génome de T7 peuvent contenir combien de génomes viraux équivalents?

A

Jusqu’à 100, la recombinaison se produit à une fréquence élevée parmi les segments génomiques du concatémère

70
Q

Gènes de classe III chez T7?

A
  • Synthétisés 8-25 min après début de l’infection
  • Impliqués dans l’empaquetage de l’ADN, l’assemblage du virion et la lyse
  • Transcrits par l’ARNpol de T7
71
Q

Pourquoi est-il important de synthétiser les protéines structurales à la fin du cycle de multiplication?

A

Pour éviter de former des capsides vides ; économie

72
Q

Les gènes de classe II et classe III sont reconnus par l’ARNpol de T7. Est-ce que l’affinité pour les promoteurs est la même?

A

Non, l’affinité de l’ARNpol de T7 est ++ grande pour les promoteurs des gènes de classe II que ceux de classe III.

  • Si les promoteurs avaient la même affinité, il y aurait accumulation de l’ADNpol (enzyme juste nécessaire en petites qutés).
73
Q

Assemblage des virions de T7?

A
  • Procapsides sont assemblées en premier
  • Empaquetage de l’ADN
  • Protéines de la queue s’assemblent avec les procapsides (maintenant remplies d’ADN) → auto-assemblage
74
Q

De quoi sont composées les procapsides de T7?

A

protéines capside + protéines d’échadage, protéine de liaison tête-queue + protéines internes de la nucléocapside

75
Q

Encapsidation de l’ADN dans les virions T7?

A
  • ADN pénètre toujours la procapside par la même extrémité (affinité entre nt d’une extrémité du génome viral et les protéines de la capside)
  • ADN est toujours coupé au même endroit
  • Pas le mécanisme de la tête pleine comme T4
76
Q

Libération des virions de T7 : lyse cellulaire?

A

Processus régulé et temporellement calculé :

  1. Perforation de la MI (par enzyme virale : holine)
  2. Dégradation du peptidoglycane (par endolysines virales)
  3. Pénétration de la ME (ME perturbée par les spanines)

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