Un batteriofago virulento: T4

T4 ha un genoma costituito da una molecola di DNA a doppio filamento di 168 kb (molto grande) che codifica per circa 250 proteine e per diversi tRNA (di solito 1 gene=1kb). Il DNA del fago T4 è modificato e contiene una base insolita: la 5-idrossi metil citosina che sostituisce la citosina. Inoltre i gruppi ossidrilici di questa base vengono successivamente glicosilati rendendo così il genoma di T4 insensibile agli enzimi di restrizione ed inaccessibile alle nucleasi che come sappiamo riconoscono il DNA nudo, questo invece è modificato. La testa di questo batteriofago ha simmetria icosaedrica a cui è collegata una coda complessa costituita da un collare, una guaina e una piastra basale con lunghe fibre caudali. Questo rivestimento è costituito da oltre 25 proteine strutturali. T4 ha un genoma lineare nella testa, però quando entra all'interno della cellula ospite non viene degradato perché circolizza in diversi modi. Infatti ogni virione contiene nel genoma completo più di una porzione ripetuta che sarà diversa da virione a virione. Queste porzioni ripetute o ridondanti serviranno come regione di omologia per la circolizzazione del fago nel nuovo ospite. Nella sua replicazione il DNA viene replicato dapprima come singole unità con estremità ridondanti poi le diverse unità vengono unite testa-coda a formare dei lunghi concatenamenti. Un endonucleasi taglia un frammento di DNA più lungo di un singolo genoma in modo tale che rimangano regioni terminali ripetute. Il DNA del fago T4 viene impacchettato con il meccanismo della testa piena che prevede l'inserimento nel capside della massima quantità di DNA possibile. Ill ciclo vitale di T4 è molto veloce basta pensare che già dopo un minuto dalla penetrazione dell'acido nucleico la sintesi dell'RNA e del DNA dell'ospite cessano. Successivamente inizia la trascrizione dei geni fagici e dopo 4 minuti si ha la traduzione delle prime proteine fagiche. I geni di T4, come quelli di tutti i fagi, possono essere suddivisi in tre gruppi: geni precoci, geni intermedi e geni tardivi. I geni precoci sintetizzano prima di tutto proteine in grado di modificare l'RNA polimerasi dell'ospite per farsi che vengano trascritti i geni fagici. Successivamente producono fattori anti sigma 70 che bloccano il fattore sigma 70 necessario per la trascrizione dei geni dell'ospite e sintetizzano proteine che si legano all'RNA polimerasi cambiandone la specificità Mot per riconoscere i geni intermedi. Quest'ultimi quindi vengono trascritti dalla RNA polimerasi modificata a cui è legata la proteina MotA. Infine vengono trascritti i geni tardivi grazie alla sintesi di un nuovo fattore sigma T4 specifico, che codificano per proteine strutturali della testa e della coda- In un ciclo di 25 minuti vengono rilasciati 100 nuove particelle virali.