T2 fág (Enterobacteria fág T2): E. coli-t fertőző bakteriofág és Hershey–Chase

T2 fág (Enterobacteria fág T2): E. coli-t fertőző bakteriofág, amely a DNS szerepét bizonyította a Hershey–Chase-kísérletben — részletes ismertető és hatásai.

A T2 fágot helyesebben Enterobacteria fág T2-nek nevezik. Ez egy virulens bakteriofág, amely az Escherichia coli baktériumokat fertőzi. Genomja lineáris, kettős szálú DNS-t tartalmaz, amelyet egy proteinhéj (fej) és egy jellegzetes kontraktilis farok vesz körül. A T2 egy "farokfág", a T4-szerű vírusok csoportjába tartozó, viszonylag nagy és komplex szerkezetű fágok egyik tagja.

Felépítés és genom

A T2 morfológiájára jellemző az icosahedrális fej, amelyben a DNS található, valamint a fejről induló kontraktilis farok, a farokrostok és a bázislemez, amelyek a gazdasejthez való kapcsolódásnál és a DNS befecskendezésénél játszanak szerepet. A genom nagyságrendileg több tíz- vagy százezer bázispárra tehető (T4-szerű fágokhoz hasonlóan, kb. százszorosa egy átlagos baktériumi plazmidnak), és géneket tartalmaz a kapszid-, farok- és a replikációs/assembler fehérjék kódolására.

Életciklus (lyticus jelleg)

A T2 tipikusan virulens, azaz lyticus életciklust folytat:

• Adhézió: a fág specifikus farokrostjai felismerik és megkötik az E. coli felszíni receptorait.
• DNS-befecskendezés: a farok összehúzódása során a kapszidban lévő DNS a baktériumsejtbe kerül, míg a nagy rész fehérjeburok kívül marad.
• Átprogramozás: a befecskendezett fág-DNS átveszi a gazdasejt anyagcseréjét: először korai gének expresszálódnak, amelyek a gazdai enzimrendszert kihasználva sokszorosítják a fág-genomot és előállítják a strukturális fehérjéket.
• Assemblálódás: az új fággenomok és fehérjék összeszerelődnek (fej, farok, farokrostok), teljes, fertőző partikulák jönnek létre.
• Lízis: a sejt falát bontó enzimek (például endolizin) és a lizináz rendszerek hatására a baktérium felhasad, és számos új fág szabadul fel a környezetbe.

A folyamat gyors, ezért egy fertőzött E. coli sejtből rövid időn belül nagy számú új fág keletkezik, ami az adott fág virulenciáját és ökológiai szerepét tükrözi.

Tudománytörténeti jelentőség: Hershey–Chase-kísérlet

A T2 fág fontos szerepet játszott abban a klasszikus kísérletben, amely megmutatta, melyik molekula hordozza az öröklődés információját. Alfred Hershey és Martha Chase által végzett Hershey-Chase-kísérletek pontosítva igazolták, hogy a fágok DNS-e kerül a baktériumsejtek belsejébe fertőzéskor, míg a fehérje-burok nagy része kívül marad.

A kísérlet lényege röviden:

• kétféle rádióaktív jelölést alkalmaztak: a DNS-t foszforral (32P), a fehérjét kéntartalmú aminosavakkal (35S),
• a jelölt fágokkal fertőzték az E. coli-t, majd a sejtfelszínről és a fágmaradványokról mechanikus keveréssel (blender) leválasztották a burokdarabokat,
• centrifugálás után a sejttörmelékben (pellet) a rádióaktivitás főként a 32P-hez (DNS) kötődött volt, míg a 35S a szupernatánsban található fehérjeburokban maradt.

Az eredmény egyértelműen arra utalt, hogy a DNS az a molekula, amely bejutva a gazdasejtbe viszi az örökítő információt, nem a fehérje. Ez a felismerés mérföldkő volt a molekuláris genetika kialakulásában.

Fontosabb kutatási és gyakorlati vonatkozások

A T2 és más T4-szerű fágok modellezik a vírusok összetett gépezetét, és kulcsfontosságúak voltak a replikáció, a transzkripció és a fehérjeassemblálódás molekuláris mechanizmusainak feltárásában. Emellett a fágok tanulmányozása hozzájárult a molekuláris biológiai módszerek fejlődéséhez, például a DNS-szintézis és a restrikció–modifikáció rendszerek megértéséhez. A fágok biotechnológiai és ökológiai alkalmazásai ma is aktív kutatási területet jelentenek (pl. fágterápia, biocontroll).

Kérdések és válaszok

K: Mi az a T2 fág?

K: Milyen típusú DNS-t tartalmaz a T2-fág?

K: A T2-fágot védő fehérjeburok borítja?

K: A vírusok melyik csoportjába tartozik a T2-fág?

K: Hogyan fertőzi meg a T2-fág az E. coli sejteket?

K: Mit mutattak ki a Hershey-Chase kísérletek?

K: Ki végezte a Hershey-Chase kísérleteket?

Keresés betűvel