Организация геномов и особенности репликации Т-четных и Т-нечетных бактериофагов

Исследованию подверглись нуклеиновые кислот Т-чётных фагов, размеры которых довольно близки к размерам фага λ, попытки обнаружить липкие концы у этих ДНК, этих фагов, оказались неудачными, ДНК фагов Т-4, Т-2 не обладала липкими концами, однако был выявлен другой интересный факт, молекула ДНК данных фагов характеризуется наличием концевых избыточностей.

Эти концевые участки, содержащие несколько одинаковых генов, получили название концевых избыточностей, и что интересно, конкретный геном определённой фаговой частицы отличался от такового другой такой же фаговой частицы, именно характером последовательностей данных концевых избыточностей, хотя в каждом случае эти геномы содержали полный набор необходимых для развития фага генов. Но эти гены располагались не в одинаковой последовательности, хотя сцепленность генов была идентична такая ситуация получила название кольцевой или циклической пермутацией генов.

Так вот молекулы ДНК фага Т-4 характеризуется следующим: эти молекулы содержат набор всех генов, но концевые избыточности (концевые повторы) разные. Это происходит в результате того, что в процессе репродукции фага под действием специфических нуклеаз клетки хозяина, одна из нитей съедается специфической нуклеазой и формируются комплементарные окончания, эти комплементарные окончания могут спаиваться и формировать конкотемеры, т.е. длинные тондемно связанные геномы фагов. Такие конкотемеры при упаковки ДНК в фаговую частицу подвергаются разрезанию, особой ферментной системой, в сайтах соответствующих размеров полного генома, т.е. разрезание происходит не специфично в отношении последовательностей в месте разрезания, а каким-то образом эти ферменты определяют длину нуклеиновой кислоты, которая будет упаковываться в фаговую частицу, и режется конкотемер в разных участках, в результате чего и формируются разные окончания, т.е. разные концевые избыточности. Размеры таких молекул примерно на 2 % больше длины всех генов когда они упакованы в одну единую структуру.

Начинают образовываться конкотемеры после появления примерно 20 копий геномов вируса, когда проникшая ДНК образует примерно 20 копий. Эти линейные копии могут формировать конкатемеры. Нарезание конкатемеров с упаковкой ДНК  в головку обеспечивается особыми нуклеазами, которые режут либо, отмеряя определенные размер генома, либо в других случаях эти нуклеазы распознают особые сайты, короткие последовательности, по которым режет конкатемер. В результате этих процессов формируются полноценнее геномы бактериофагов.

При изучении достаточно детально механизмов сборки фаговых частиц фага Т4, было установлено, что существует определенное количество неструктурных фаговых белков, которые могут каким-то образом управлять процессом сборки фаговых частиц.

Молекула фаговой ДНК, размеры которой достигают в длину примерно 500 микрометров, в головке находится в тесно конденсированном состоянии, которое толком не охарактеризовано и величина головки составляет не больше 1 микрометра и в этом пространстве упакована достаточно большая молекула ДНК.