El bacteriófago Qbeta ( Qubevirus durum ), comúnmente conocido como Qbeta o Qβ, es una especie que consta de varias cepas de virus de ARN de cadena positiva que infecta bacterias que tienen F-pili , 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 pilus F. [2]
El genoma de Qβ tiene aproximadamente 4.217 nucleótidos , dependiendo de la fuente que secuenció el virus. Qβ se ha aislado en todo el mundo, varias veces, con varias subespecies que codifican proteínas casi idénticas pero que pueden tener secuencias de nucleótidos muy diferentes. [ cita necesaria ]
El genoma tiene tres marcos de lectura abiertos que codifican cuatro proteínas : la proteína de maduración/ lisis A2; la proteína de cubierta ; una lectura completa de un codón de parada filtrado 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 genética y se protege de las RNasas del huésped . [2]
Hay aproximadamente 178 copias de la proteína de cubierta y/o A1 en la cápside. [ cita necesaria ]
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: alfa. subunidad (proteína ribosómica S1), subunidad gamma ( EF-Tu ) y subunidad delta ( EF-Ts ). [3]
Se ha resuelto la estructura de la Qbeta RNA replicasa ( PDB : 3AGP, 3AGQ ). Las dos proteínas EF sirven como acompañantes tanto para la replicasa como para el producto de ARN. [4] De hecho, la Qbeta polimerasa pura no es lo suficientemente soluble como para producirse en grandes cantidades, y en su lugar generalmente se usa una proteína de fusión construida a partir de la replicasa y las dos subunidades EF. La fusión puede funcionar independientemente de la proteína ribosómica S1. [5]
Todos los fagos de ARN de cadena positiva codifican una proteína de maduración, cuya función es unirse al pilus del huésped y al 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". Para el bacteriófago MS2 +ssRNA relacionado , se demostró que el huésped absorbía la proteína de maduración junto con el ARN viral y 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 del ARN viral. Inicialmente se pensó que en Qβ 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 completa del codón de parada con fugas. [ cita necesaria ]
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 uniéndose 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 favorecieron una replicación más rápida y, por tanto, hebras de ARN más cortas. Terminó con el Monstruo de Spiegelman, una cadena mínima de ARN de sólo 218 nucleótidos que puede ser replicada por la Qβ replicasa. [11]