El bacteriófago Qbeta ( Qubevirus durum ), comúnmente conocido como Qbeta o Qβ, es una especie que consiste en varias cepas de virus de ARN de cadena positiva que infecta bacterias que tienen pili F , más comúnmente Escherichia coli . Su genoma lineal está empaquetado en una cápside icosaédrica con un diámetro de 28 nm. [1] El bacteriófago Qβ ingresa a su célula huésped después de unirse al lado del pili F. [2]
El genoma de Qβ tiene aproximadamente 4217 nucleótidos , dependiendo de la fuente que haya secuenciado el virus. Qβ ha sido aislado en todo el mundo, varias veces, con varias subespecies que codifican proteínas casi idénticas pero pueden tener secuencias de nucleótidos muy diferentes. [ cita requerida ]
El genoma tiene tres marcos de lectura abiertos que codifican cuatro proteínas : la proteína de maduración/ lisis A2; la proteína de la cubierta ; una lectura a través de un codón de terminación con fugas en la proteína de la cubierta, llamado A1; y la subunidad β de una ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp) denominada replicasa. El genoma está altamente estructurado, regula la expresión génica y se protege a sí mismo de las ARNasas del huésped . [2]
Hay aproximadamente 178 copias de la proteína de cubierta y/o A1 en la cápside. [ cita requerida ]
La ARN polimerasa dependiente de ARN que replica las cadenas de ARN positivas y negativas es un complejo de cuatro proteínas: la subunidad beta catalítica (replicasa, P14647 ) está codificada por el fago, mientras que las otras tres subunidades están codificadas por el genoma bacteriano: subunidad alfa (proteína ribosómica S1), subunidad gamma ( EF-Tu ) y subunidad delta ( EF-Ts ). [3]
Se ha resuelto la estructura de la replicasa de ARN Qbeta ( PDB : 3AGP, 3AGQ ). Las dos proteínas EF sirven como chaperona tanto para la replicasa como para el producto de ARN. [4] De hecho, la polimerasa Qbeta pura no es lo suficientemente soluble como para producirse en grandes cantidades, y en su lugar se suele utilizar una proteína de fusión construida a partir de la replicasa y las dos subunidades EF. La fusión puede funcionar independientemente de la proteína ribosomal S1. [5]
Todos los fagos de ARN de cadena positiva codifican una proteína de maduración, cuya función es unir el pilus del huésped y el ARN viral. [6] La proteína de maduración se denomina así, ya que los mutantes ámbar en la proteína de maduración no pueden infectar a su huésped o son "inmaduros". En el caso del bacteriófago MS2 relacionado con el ARN monocatenario , se demostró que la proteína de maduración era absorbida por el huésped junto con el ARN viral y que la proteína de maduración se escindía posteriormente. [7]
En el bacteriófago MS2 , la proteína de maduración se denomina proteína A, ya que pertenece al primer marco de lectura abierto en el ARN viral. En Qβ, inicialmente se pensó que la proteína A era A1, ya que es más abundante dentro del virión y también es necesaria para la infección. [8] Sin embargo, una vez que se determinó la secuencia de Qβ, se reveló que A1 era una lectura a través del codón de terminación con fugas. [ cita requerida ]
A2 es la proteína de maduración de Qβ y tiene la función adicional de ser la proteína de lisis. [9]
El mecanismo de lisis es similar al de la penicilina ; A2 inhibe la formación de peptidoglicano al unirse a MurA, que cataliza el primer paso enzimáticamente comprometido en la biosíntesis de la pared celular. [10]
Sol Spiegelman utilizó el ARN del bacteriófago Qβ en experimentos que favorecían una replicación más rápida y, por lo tanto, cadenas de ARN más cortas. Terminó con el Monstruo de Spiegelman, una cadena de ARN mínima de solo 218 nucleótidos que puede ser replicada por la replicasa Qβ. [11]