ბაქტერიოფაგთა აწყობისა და გენომის ეჟექციის მექანიზმები, კონდენსირებული გენომის სტრუქტურის ანალიზი და ორ ჯაჭვიანი დნმ-ის მოდელები ფაგებში.

ავტორი: ცოტნე დვალი
საკვანძო სიტყვები: ბაქტერიოფაგები, ფაგები, ეჟექცია, ასემბლირება, ინფიცირება
ანოტაცია:

აბსტრაქტი ბაქტერიოფაგები, ფაგები (ბერძ. φάγος — „შთანთქმა“) ვირუსები, რომლებიც შერჩევით ანადგურებენ ბაქტერიულ უჯრედებს. ფაგები ვირუსების ყველაზე მრავალრიცხოვანი ჯგუფია. დღეისათვის შესწავლილია 100-მდე ბაქტერიული გვარის მიმართ სპეციფიკური 4000-მდე ბაქტერიოფაგის იზოლატი. ნაშრომში განხილული ბაქტერიოფაგები მიეკუთვნებიან Myoviridae, Siphoviridae და Podoviridae ოჯახებს, რომლებიც განსხვავებული სპეციფიურობით გამოირჩევიან. ნამუშევარში განხილულია ბაქტერიოფაგთა სიცოცხლის ციკლის ყველა ძირითადი ეტაპი - ფაგის აწყობა, გენომის შეფუთვა და მისი ეჟექცია. ცილური კაპსიდას აწყობა ბაქტერიულ უჯრედში საკმაოდ რთული პროცესია, ისევე როგორც ფაგური გენომის ეჟექცია ბაქტერიულ უჯრედში. ჩატარებული კვლევისას აღმოჩენილი იქნა მეტად საინტერესო კორელაცია, რომელიც გაკავშირებულია გენომის ეჟექციის თანმხლებ პროცესებთან, რომლებიც ბაქტერიულ უჯრედში ვითარდება. მიღებული შედეგის თანახმად ადგილი აქვს ფაგის მოცულობის გაზრდას, რაც ხდება ფაგური გენომის კაბსიდში გადასვლისას, მისი მოცულობა ~50%-ით იზრდება. ეს გამოწვეული უნდა იყოს დნმ-ის ჯაჭვებს შორის განსხვავებული მანძილის არსებობით, რაც დაკავშირებულია დნმ-ის ჯაჭვების განსვავებულ/ შეცვლილ დაშორებებთან, პორტალ პროტეინის არეში და გარე შრეებს შრეებში, სადაც საშუალო დაშორება 2.5 -2.8 ნმ-ს არ სცდება. კვლევის ძირითადი მონაცემები : T4,SPP1, P22, T7 ( λ, φ29, HK97) ბაქტერიოფაგებისაა, შესწავლილია მათ შორის განსვავებები და მსგავსებები, მაგალითად: SPP1 და P22 -ის მოუმწიფებელი კაპსიდის შემავსებელი, გენომის შეფუთვის პარალელურად ფაგის კაპსიდის კარკასის პროტეინის გადასვლის პროცესმა, მომცა საშუალება გამეანალიზებინა გენომის სტადნარტული 500 მგ/მლ სიმკვრივიდან გადახრები, რამაც შესაძლებელობა მომცა შემეფასებინა T4-ის ~ 1000 შიდა პროტეინიდან რამოდენიმეს, შესაძლო განაწილება ( პორტალ პროტენის გარშემო ) და დანიშნულება. კერძოდ კაპსიდში შემავალი პროტეინების გაშლილი ფორმით გადასვლა პორტალ პროტეინში. ნაშრომში მოყვანილი ჰიპოთეზა მოიცავს ფაგური ორჯაჭვიანი დნმ-ის შეფუთვის და მის პარალელურად მიმდინარე პროცესებს. ნაჩვენებია, რომ კაპსიდას სტაბილობა და მისი სიმყარე გარე ფაქტორების მიმართ იზრდება, მას შემდეგ რაც მოხდება გენომის შეფუთვა. დნმ-ის ჯაჭვებს შორის მანძილის ცვლილების პარალელურად იცვლება შეფუთვის ძალაც, ~125 პიკონიუტონამდე, და დნმ-ის შეფუთვის ენერგიის სიდიდე 2.5 ბაზისური წყვილი(ბწ)/ატფ. შესაბამისად, გამოვიტანე დასკვნა, რომ გენომის გარეგანი შრეების დაშორების ფარდობითი სიდიდე მაღალ დაუთრგუნავ რეპულსიურ, განზიდვის ძალასთან არის კავშირში (~3 kT/ბწ განზიდვა |ენერგია ~ 100 კალ/მოლი (ბწ) | იცვლება სხვადასხვა დამთრგუნავი იონების მოქმედებისას |ფაგი λ -ს შემთხვევისას P2a=6.2x107 ერგი /სმ3 ურთიერთქმედების სიდიდე ზედაპირებს შორის | ენერგიის მინიმუმით აღნიშნულ 2.8 ნმ-ზე) ხოლო პორტალ პროტეინის მახლობლად, დნმ-ის ჯაჭვებს შორის დაშორების შემცირება განზიდვის ძალით არის განპირობებული, რაც თავისთავად ემთხვევა ეჟექცისას მიმდინარე პროცესებს. შეფუთვისას წარმოიქმნება შიდა წნევის ძალა, ანუ ამით ენერგია აკუმულირდება, ინახება სისტემაში. ხოლო ეჟექციისას, ფაგის კუდის სტრუქტურის ცვლილებასთან ერთად პორტალ პროტეინის მდგომარეობაც იცვლება, რაც ჩემს მიერ შემოწმებული მონაცემებიდან, გენომის ერთერთი ბოლოს გადასვლით იწყება პორტალ პროტეინის არხში, საწყისი მანძილებით ~ 8 ნმ).

მიმაგრებული ფაილები:

ბაქტერიოფაგთა აწყობისა და გენომის ეჟექციის მექანიზმები, კონდენსირებული გენომის სტრუქტურის ანალიზი და ორ ჯაჭვიანი დნმ-ის მოდელები ფაგებში. [ka]