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== Funciones en la replicación vírica ==
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El proceso de encapsulación vírica es altamente complejo. Previo al empaquetamiento, el ADN de virus como el [[Fago T4|T4]], el [[Fago λ|lambda]] y otros bacteriófagos en los que actúa la terminasa es [[concatémero]]. Por lo tanto, el ADN es una serie de cópias unidas de la misma secuencia. Dependiendo del mecanismo de corte del genoma y de la cantidad que se introduce en la cápdise distinguimos dos procesos:
El proceso de encapsulación vírica es altamente complejo. Previo al empaquetamiento, el ADN de bacteriófagos como el [[Fago T4|T4]], el [[Fago λ|lambda]] y de herpesvirus en los que actúa la terminasa es [[concatémero]]. Por lo tanto, el ADN es una serie de cópias unidas de la misma secuencia. Dependiendo del mecanismo de corte del genoma y de la cantidad que se introduce en la cápdise distinguimos dos procesos:
* '''ENCAPSULACIÓN ESPECÍFICA'''
* '''ENCAPSULACIÓN ESPECÍFICA'''
Se da en los bacteriófagos como el [[Fago λ|lambda]], el T3 y el T7.
Se da en los bacteriófagos como el [[Fago λ|lambda]], el T3 y el T7<ref>{{Cita web|url=http://biochem.uthscsa.edu/~hs_lab/vpv/lit.html|título=Literature relative to phage sequence analysis.|fechaacceso=19 de octubre de 2016|autor=Stephen C. Hardies|enlaceautor=|fecha=|idioma=|sitioweb=|editorial=}}</ref>.


1. La terminasa reconoce el ADN viral que debe ser insertado mediante su '''subunidad menor.''' Esta se une a una secuencia específica denominada "'''cos"''' que se encuentra en el punto de unión de las unidades genómicas virales que forman el ADN concatemérico, es decir, en el punto de separación entre copias<ref>{{Cita web|url=http://www.uniprot.org/uniprot/P03708|título=TERL_LAMBD|fechaacceso=16 de octubre de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=|sitioweb=UniProt|editorial=}}</ref>.  La afinidad de la terminasa con la región de cos es estimulada por la unión y doblamiento del ADN, efectuado por el factor IHF del huésped.<ref>{{Cita publicación|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16618107|título=Bacteriophage lambda gpNu1 and Escherichia coli IHF proteins cooperatively bind and bend viral DNA: implications for the assembly of a genome-packaging motor|apellidos=Ortega|nombre=Marcos E.|apellidos2=Catalano|nombre2=Carlos E.|fecha=2006-04-25|publicación=Biochemistry|volumen=45|número=16|páginas=5180–5189|fechaacceso=2016-10-17|issn=0006-2960|doi=10.1021/bi052284b}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.biblioweb.tic.unam.mx/libros/microbios/Cap18/|título=Libros|fechaacceso=2016-10-15|sitioweb=www.biblioweb.tic.unam.mx}}</ref>
1. La terminasa reconoce el ADN viral que debe ser insertado mediante su '''subunidad menor.''' Esta se une a una secuencia específica denominada "'''cos"''' que se encuentra en el punto de unión de las unidades genómicas virales que forman el ADN concatemérico, es decir, en el punto de separación entre copias<ref>{{Cita web|url=http://www.uniprot.org/uniprot/P03708|título=TERL_LAMBD|fechaacceso=16 de octubre de 2016|autor=|enlaceautor=|fecha=|idioma=|sitioweb=UniProt|editorial=}}</ref>.  La afinidad de la terminasa con la región de cos es estimulada por la unión y doblamiento del ADN, efectuado por el factor IHF del huésped.<ref>{{Cita publicación|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16618107|título=Bacteriophage lambda gpNu1 and Escherichia coli IHF proteins cooperatively bind and bend viral DNA: implications for the assembly of a genome-packaging motor|apellidos=Ortega|nombre=Marcos E.|apellidos2=Catalano|nombre2=Carlos E.|fecha=2006-04-25|publicación=Biochemistry|volumen=45|número=16|páginas=5180–5189|fechaacceso=2016-10-17|issn=0006-2960|doi=10.1021/bi052284b}}</ref><ref>{{Cita web|url=http://www.biblioweb.tic.unam.mx/libros/microbios/Cap18/|título=Libros|fechaacceso=2016-10-15|sitioweb=www.biblioweb.tic.unam.mx}}</ref>
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* '''ENCAPSULACIÓN INESPECÍFICA o ''HEADFULL'''''
* '''ENCAPSULACIÓN INESPECÍFICA o ''HEADFULL'''''
Se da en los bacteriófagos como el [[Fago T4|T4]], el [[Fago P22|P22]] y el SPP1.
Se da en los bacteriófagos como el [[Fago T4|T4]], el [[Fago P22|P22]] y el SPP1 y en herpesvirus como [[Virus del herpes simple|HSV1]].


1. También es la subunidad menor la que reconoce el ADN. En este caso se une a una secuencia específica denominada "'''pac"'''. Esta, al igual que en la encapsulación específica, separa las copias de DNA.
1. También es la subunidad menor la que reconoce el ADN. En este caso se une a una secuencia específica denominada "'''pac"'''<ref>{{Cita web|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8599219|título=DNA sequences responsible for specificity of DNA packaging and phage growth interference of bacteriophages T3 and T7.|fechaacceso=18 de octubre de 2016|autor=Tsuchida S, Kokubo H, Tasaka M, Fujisawa H.|enlaceautor=|fecha=|idioma=|sitioweb=Pubmed.org|editorial=}}</ref>. Esta, al igual que en la encapsulación específica, separa las copias de DNA.


Los pasos 2 y 3 son los mismos que en el caso anterior. Por lo que no se distinguen diferencias en la introducción del ADN independientemente del tipo de encapsulación.
Los pasos 2 y 3 son los mismos que en el caso anterior. Por lo que no se distinguen diferencias en la introducción del ADN independientemente del tipo de encapsulación.


4. La subunidad mayor realiza un corte de terminación cuando la cápside queda llena de ADN. En este caso no se corresponde a una secuencia iniciada y terminada por "pac", ya que en una cápsida cabe una copia de ADN vírico y una fracción de otra.
4. La subunidad mayor realiza un corte de terminación cuando la cápside queda llena de ADN. En este caso no se corresponde a una secuencia iniciada y terminada por "pac", ya que en una cápsida cabe una copia de ADN vírico y una fracción de otra<ref>{{Cita web|url=http://onlinelibrary.wiley.com/store/10.1046/j.1365-2958.2002.03114.x/asset/j.1365-2958.2002.03114.x.pdf;jsessionid=D6F25B78DCAB0D3559CA93B15035E7C8.f04t04?v=1&t=iug3nxwu&s=15428a97e0b0c82cc6c0dfc472a7be23a1dedc7a|título=The DNA site utilized by bacteriophage P22 for initiation of DNA packaging|fechaacceso=19 de octubre de 2016|autor=Hongyu Wu,† Laura Sampson, Ryan Parr and Sherwood Casjens|enlaceautor=|fecha=|idioma=|sitioweb=|editorial=}}</ref>. Después el complejo terminasa se separa de la cápsida.

En los bacteriófagos se unirán las proteínas que forman la cola, mientras que en los herpesvirus se formará una evoltura de bicapa lipídica tras el proceso de evaginación que se produce a la salida del virus de la célula huésped<ref>{{Cita web|url=http://www.facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/virologia/herpes.html|título=Herpes|fechaacceso=18 de octubre de 2016|autor=Beatríz Gómez García|enlaceautor=|fecha=|idioma=|sitioweb=|editorial=}}</ref>.


En este tipo de encapsulación los viriones resultantes no son iguales. Todos tienen una copia de genoma pero también secuencias sobrantes del DNA vírico. Este hecho es conocido como permutación cíclica.
En este tipo de encapsulación los viriones resultantes no son iguales. Todos tienen una copia de genoma pero también secuencias sobrantes del DNA vírico. Este hecho es conocido como permutación cíclica<ref>{{Cita libro|apellidos=|nombre=Daniel L. Hartl,Elizabeth W. Jones|enlaceautor=|título=Genetics: Analysis of Genes and Genomes|url=|fechaacceso=|año=2009|editorial=|isbn=|editor=|ubicación=|página=321|idioma=|capítulo=Chapter 9: Genetics of Bacteria and Their Viruses}}</ref>.
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La terminasa es una enzima que pertenece a la familia de las ATPasas. Su función es el empaquetamiento del ADN bicatenario, principalmente en los virus bacteriófagos y los herpesvirus citomegalovirus en su momento de encapsulación. Su actuación es imprescindible para completar el ciclo lítico, ya que permite la reproducción vírica.

La enzima de sintetiza durante la fase de eclipse del ciclo lítico, para localizarse después en el citoplasma de la célula huésped. La actuación de la terminasa se da durante la fase de ensamblaje[1]​, en la cual se forman los viriones.

Estructura de la terminasa

La proteína como holoenzima contiene dos subunidades, una mayor, encargada de la introducción y de el corte terminal del ADN, y otra menor, encargada del reconocimiento de dicho ADN, que actúan de manera conjunta. Para cada tipo de fago reciben nombres diferentes y pueden variar en el número de aminoácidos que los conforman, como se muestra en la tabla siguiente:

Virus Subunidad mayor Subunidad menor
HSV1
Fago T4 gp17: una única cadena de 592 aminoácidos, 70kDa[2]​[3]​
Archivo:3CPE bio r 500.jpg
gp17 del fago T4
 gp16: cuatro cadenas con un total de 94 aminoácidos[4]​, 18kDa
Archivo:3TXS bio r 500.jpg
gp16 del fago T4
Fago T7
Archivo:Subunidad mayor terminasa en fago T7.jpg
Subunidad mayor de la terminasa en el fago T7[5]​
Fago λ gpA: gpNU1:

Dominios comunes

  1. Subunidad mayor

La subunidad mayor presenta tamaños heterogéneos en función de cada sistema viral, y tiene seis dominios estudiados: el N-terminal, el de actividad helicasa/nucleasa, el translocasa, el de autoasociación, el ATPasa de empaquetamiento y el C-terminal. Cada uno de estos dominios tiene una función y una conformación características.

  • N- terminal: es el responsable de las interacciones con la subunidad pequeña en la terminasa como holoenzima
  • C- terminal: este domino es el encargado de la union con la procapside en el inicio del empaquetamiento
  • Actividad de nucleasa o helicasa: Esta región de la proteína se encarga de las reacciones endonucleasas, es decir, rompe enlaces fosfodiéster de la cadena de ADN gracias a la energía que libera el ATP. También actúa como helicasa y participa en la duplicación del ADN.
  • Dominio de translocasa: . Hace la función de la enzima translocasa, es decir, asistir en el movimiento de una molécula a través de la membrana. En este caso se refiere al extremo del ADN que se fijará dentro de la procápside
  • Dominio de asociación: . Este dominio tiene aminoácidos homólogos a bases de unión con el bZIP.[6]​
  • ATP-asa de empaquetamiento: tiene la función de hidrolizar ATP para obtener energía que se utilizara en el empaquetamiento del ADN viral dentro de la procapside[7]​

La subunidad gpA interacciona mediante uniones electrostáticas con el conector, con la terminasa y finalmente con la molécula de ADN para traslocarla y cortarla.

Proceso de hidrólisis producido por la terminasa mayor, mediante el cual se obtiene la energía necesaria para hacer la inserción del ADN en la procápside.

2. Subunidad menor

La terminasa menor tiene un tamaño similar en los diferentes virus. Su mecanismo de acción ha sido bien caracterizado en los fagos lambda y T4, para los cuales tiene los nombres de gpNu1 y G1P, respectivamente.

Por lo que respecta a los dominios, generalmente se habla de tres: N-terminal, dominio central de oligomerización y C-terminal:

  • N-terminal: es el dominio que se une al ADN. La estructura tiene una hélix-vuelta-hélix,y está comúnmente asociada a los dominios de unión al ADN.
  • Dominio central: es la base de la oligomerización y está estructurado en forma de anillo o cono. El estado de oligomerización varía dependiendo del tipo de fago (y por ende, del tipo de terminasa), pero se conoce que varía de 8 a 12 monómeros.
  • C-terminal: en su mayoría tienen estructura en láminas β y se entrelazan para formar una corona encima del final del mismo anillo

El complejo portal

El complejo portal es la estructura encargada de la entrada de ADN viral. Este complejo esta formado por la terminasa y el conector. El conector es un anillo formado por doce subunidades proteicas que se encuentra en un único vértice de la procápsida. Su tamaño varía en función del sistema viral. Actúa como punto de anclaje de la terminasa a la procápsida llegando en algunos casos (como en el fago SPP1) incluso a modular la función de la enzima.

Además, después del empaquetamiento, el conector interacciona con las proteínas de la cola y otras proteínas que participan en el cierre del canal.

Funciones en la replicación vírica

El proceso de encapsulación vírica es altamente complejo. Previo al empaquetamiento, el ADN de bacteriófagos como el T4, el lambda y de herpesvirus en los que actúa la terminasa es concatémero. Por lo tanto, el ADN es una serie de cópias unidas de la misma secuencia. Dependiendo del mecanismo de corte del genoma y de la cantidad que se introduce en la cápdise distinguimos dos procesos:

  • ENCAPSULACIÓN ESPECÍFICA

Se da en los bacteriófagos como el lambda, el T3 y el T7[8]​.

1. La terminasa reconoce el ADN viral que debe ser insertado mediante su subunidad menor. Esta se une a una secuencia específica denominada "cos" que se encuentra en el punto de unión de las unidades genómicas virales que forman el ADN concatemérico, es decir, en el punto de separación entre copias[9]​.  La afinidad de la terminasa con la región de cos es estimulada por la unión y doblamiento del ADN, efectuado por el factor IHF del huésped.[10]​[11]​

2. Paralelamente, el complejo terminasa se acopla mediante la subunidad mayor a uno de los doce vértices de la ya formada procápside (vacía) del bacteriófago gracias al conector formando el complejo portal.

3. Una vez que el complejo se ha acoplado a la procápside, se desencadena la maduración de ésta, que consiste en la expansión de la cápside y el adelgazamiento de sus paredes. Posteriormente, el ADN viral es introducido en la procápside, un proceso lo llevado a cabo por la terminasa mayor utilizando la energía desprendida de la hidrólisis del ATP.

4. Una vez insertada la unidad genómica, la subunidad mayor realiza un corte de terminación en la siguiente secuencia "cos" y el complejo terminasa se desprende del conector dejando espacio para que se ensamblen las proteínas de la cola, finalizando así la formación de los bacteriófagos.

En este tipo de encapsulación los viriones resultantes son exactamente iguales, ya que contienen la misma secuencia genómica.

Representación gráfica de las funciones del complejo terminasa en la encapsulación específica
  • ENCAPSULACIÓN INESPECÍFICA o HEADFULL

Se da en los bacteriófagos como el T4, el P22 y el SPP1 y en herpesvirus como HSV1.

1. También es la subunidad menor la que reconoce el ADN. En este caso se une a una secuencia específica denominada "pac"[12]​. Esta, al igual que en la encapsulación específica, separa las copias de DNA.

Los pasos 2 y 3 son los mismos que en el caso anterior. Por lo que no se distinguen diferencias en la introducción del ADN independientemente del tipo de encapsulación.

4. La subunidad mayor realiza un corte de terminación cuando la cápside queda llena de ADN. En este caso no se corresponde a una secuencia iniciada y terminada por "pac", ya que en una cápsida cabe una copia de ADN vírico y una fracción de otra[13]​. Después el complejo terminasa se separa de la cápsida.

En los bacteriófagos se unirán las proteínas que forman la cola, mientras que en los herpesvirus se formará una evoltura de bicapa lipídica tras el proceso de evaginación que se produce a la salida del virus de la célula huésped[14]​.

En este tipo de encapsulación los viriones resultantes no son iguales. Todos tienen una copia de genoma pero también secuencias sobrantes del DNA vírico. Este hecho es conocido como permutación cíclica[15]​.

Representación gráfica de las funciones de la terminasa en la encapsulación inespecífica

Referencias

  1. ↑ «Ciclo lítico» |url= incorrecta con autorreferencia (ayuda). Wikipedia, la enciclopedia libre. 20 de noviembre de 2015. Consultado el 17 de octubre de 2016. 
  2. ↑ S, Sun,; K, Kondabagil,; B, Draper,; T.I, Alam,; V.D, Bowman,; Z, Zhang,; S, Hegde,; A, Fokine, et al. (1 de enero de 2008). «The structure of the phage T4 DNA packaging motor suggests a mechanism dependent on electrostatic forces». Cell(Cambridge,Mass.) 135. Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  3. ↑ Kanamaru, Shuji; Kondabagil, Kiran; Rossmann, Michael G.; Rao, Venigalla B. (24 de septiembre de 2004). «The Functional Domains of Bacteriophage T4 Terminase». Journal of Biological Chemistry (en inglés) 279 (39): 40795-40801. ISSN 0021-9258. PMID 15265872. doi:10.1074/jbc.M403647200. Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  4. ↑ S, Sun,; S, Gao,; K, Kondabagil,; Y, Xiang,; M.G, Rossmann,; V.B., Rao, (1 de enero de 2012). «Structure and function of the small terminase component of the DNA packaging machine in T4-like bacteriophages.». Proc.Natl.Acad.Sci.USA 109. Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  5. ↑ M.I, Dauden,; J, Martin-Benito,; J.C, Sanchez-Ferrero,; M, Pulido-Cid,; J.M, Valpuesta,; J.L., Carrascosa, (1 de enero de 2013). «Large Terminase Conformational Change Induced by Connector Binding in Bacteriophage T7». J.Biol.Chem. 288. Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  6. ↑ Feiss, Michael; Catalano, Carlos Enrique (1 de enero de 2013). Bacteriophage Lambda Terminase and the Mechanism of Viral DNA Packaging (en inglés). Landes Bioscience. Consultado el 17 de octubre de 2016. 
  7. ↑ Cue, D.; Feiss, M. (10 de agosto de 2001). «Bacteriophage lambda DNA packaging: DNA site requirements for termination and processivity». Journal of Molecular Biology 311 (2): 233-240. ISSN 0022-2836. PMID 11478856. doi:10.1006/jmbi.2001.4840. Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  8. ↑ Stephen C. Hardies. «Literature relative to phage sequence analysis.». Consultado el 19 de octubre de 2016. 
  9. ↑ «TERL_LAMBD». UniProt. Consultado el 16 de octubre de 2016. 
  10. ↑ Ortega, Marcos E.; Catalano, Carlos E. (25 de abril de 2006). «Bacteriophage lambda gpNu1 and Escherichia coli IHF proteins cooperatively bind and bend viral DNA: implications for the assembly of a genome-packaging motor». Biochemistry 45 (16): 5180-5189. ISSN 0006-2960. doi:10.1021/bi052284b. Consultado el 17 de octubre de 2016. 
  11. ↑ «Libros». www.biblioweb.tic.unam.mx. Consultado el 15 de octubre de 2016. 
  12. ↑ Tsuchida S, Kokubo H, Tasaka M, Fujisawa H. «DNA sequences responsible for specificity of DNA packaging and phage growth interference of bacteriophages T3 and T7.». Pubmed.org. Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  13. ↑ Hongyu Wu,† Laura Sampson, Ryan Parr and Sherwood Casjens. «The DNA site utilized by bacteriophage P22 for initiation of DNA packaging». Consultado el 19 de octubre de 2016. 
  14. ↑ Beatríz Gómez García. «Herpes». Consultado el 18 de octubre de 2016. 
  15. ↑ «Chapter 9: Genetics of Bacteria and Their Viruses». Genetics: Analysis of Genes and Genomes. 2009. p. 321. 
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