ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ранняя стадия из "Переключение генов" Белок N осуществляет позитивную регуляцию. Из рис. 3.6 видно, что он включает гены слева от N, в том числе elll и гены рекомбинации, и гены справа от его. в том числе гены сП и гены репликации ДНК О. Р и О. и не включает гены головки, хвостового отростка и Р с эффективностью, достаточной для литического роста. [c.67] Детальный механизм действия белка N не установлен. Мы знаем, что он узнает специфическую последовательность Nut (от англ. N Miilization-использование белка N) когда полимераза проходит через эту последовательность, она, очевидно, модифицируется под действием белка N, поскольку при дальнейшем продвижении пропускает многие (хотя и не все) последующие сигналы терминации. Один участок Nut расположен между Pl и началом гена N, а другой находится рядом с геном его у самого его правого конца. На рис. 3.7 особо отмечен тот факт, что участок, узнаваемый белком N (Nut), отличен от того места, где собственно происходит анти-терминация. [c.69] На этом этапе дальнейшие пути расходятся. При литическом росте работают белки Q и Сго, а при лизогении - СИ, 1II и в конце концов I. Опишем теперь, как проявляется активность этих двух групп регуляторных белков, а затем вернемся к вопросу о том, как принимается решение об экспрессии той или другой группы. [c.69] Из рис. 3.8 видно, что белок Q включает поздние гены-гены лизиса и белков головки и хвостового отростка. Q работает подобно N, с тем отличием, что он подавляет терминацию вполне определенной небольшой РНК, которая начинается с промотора Pr, расположенного за геном Q у самого его правого конца. Короткая (оборванная) мРНК синтезируется под действием бактериальной РНК-полимеразы. Если Q осуществляет анти-терминацию, то синтез этой мРНК идет по кольцевой фаговой хромосоме через гены головки и хвостового отростка. [c.69] Как видно из рис. 3.9, продукт гена сП включает гены с1 и int. Белок СП работает как активатор генов, подобно репрессору к он способствует связыванию РНК-полимеразы и началу транскрипции на двух промоторах, и F,, которые без этого белка бездействуют. [c.70] Теперь мы можем ответить на вопрос, поставленный в гл. 1. Мы видели, что репрессор включает свой собственный ген, поддерживая тем самым постоянный синтез репрессора при лизогении. Как же начинается синтез репрессора в отсутствие самого репрессора Дело в том. что ген с/ может транскрибироваться с одного из двух промоторов, один из которых активируется репрессором, а второй - белком СИ. [c.70] Заставляя полимеразу стартовать с другого промотора, Р[, СП стимулирует транскрипцию гена int в левую сторону. Продукт гена int обеспечивает встраивание фаговой хромосомы в хозяйскую хромосому. [c.71] Репрессор, синтезированный при трансляции мРНК, которая была инициирована на промоторе, связывается с Ol и Or. В результате связывания с этими двумя участками репрессор стимулирует транскрипцию своего собственного гена с RM и выключает все остальные фаговые гены. При лизогении поздние гены выключены, так как нет белка Q, а ген Q выключен, потому что выключен ген N. [c.71] Регуляторный каскад фага А, контролируется регуляторными белками, которые действуют всего в нескольких участках фаговой хромосомы. Это становится возможным потому, что гены, кодирующие родственные белки (функции), собраны вместе и транскрибируются в одном направлении. [c.71] Активность белка СИ зависит от состояния окружаюш ей среды. Согласно предполагаемой схеме (рис 3.10), этот белок нестабилен, он может разрушаться под действием бактериальных протеаз, активность которых в свою очередь зависит от условий окружаюш ей среды. Например, при росте в богатой среде протеазы активируются, а при голодании-наоборот, поэтому X чаще лизогенизирует голодающие клетки. В этом есть смысл, так как в голодающих клетках не хватает компонентов, необходимых для эффективного литического роста X. [c.72] Белок СИ1 фага X также способствует установлению лизогении его роль состоит в защите СИ от деградации. Защитное действие СИ носит ограниченный характер, и при определенных условиях окружающей среды большая часть СП инактивируется, несмотря на присутствие СИ1. Но если СИ1 нет, СП практически полностью инактивируется и фаг может размножаться только литически. [c.72] Теперь сравним результат заражения клеток, в которых активность протеаз, разрушающих белок СП, высока и низка. [c.73] В интеграции участвует только один фаговый белок Int, но обратная реакция - эксцизия - нуждается в двух белках. Int и Xis. Гены, кодирующие эти два бедка, соседствуют в хромосоме, и их экспрессия в нужный момент обеспечивается двумя регуляторными механизмами. В одном из них участвует белок СП, способствующий установлению лизогении, другой представляет собой новый способ регуляции, который мы еще не обсуждали,-регуляцию активности мРНК. [c.73] Для того чтобы понять логику действия этих регуляторных механизмов, рассмотрим три возможных состояния фага. Первое-фаговая хромосома проникла в клетку и собирается ее лизогенизировать второе-фаговая хромосома будет размножаться литически третье - интегрированный профаг собирается ответить на индукцию, т. е. выйти из бактериальной хромосомы путем эксцизии и приступить к литическому росту. [c.73] Допустим, что белок СП при этом неактивен, и сосредоточим внимание на транскрипте, который начинается с промотора Pl и считывается с генов int и xis. Здесь мы впервые сталкиваемся с регуляцией не на уровне инициации транскрипции РНК, а на уровне стабильности мРНК. [c.75] Напомним, что под действием антитерминирующего белка N синтез мРНК, который начинается на промоторе Pl, проходит через ген N и продолжается на генах int и xis. Белок N переводит РНК-полимеразу в такую форму, что она пропускает сигнал конца транскрипции гена int, который вообще-то должен был ее остановить. Таким образом, полимераза, модифицированная под действием N, продолжает транскрипцию и прочитывает область sib, как показано на рис. 3.11 и 3.12. [c.75] Фаг входит в группу фагов, которые инфицируют клетки Е. oli и могут лизогенизировать их. Последовательность ДНК некоторых из этих фагов нисколько не похожа на последовательность А,. Тем не менее общие принципы организации их генов и механизмы регуляции очень близки. [c.76] Вернуться к основной статье