Геном кольцевой у фага

Рис. 15.12. Сайт-специфическая рекомбинация, представленная на примере интеграции бактериофага лямбда в хромосому клетки-хозяина, С помощью специфического белка кольцевая ДНК фага своим участком att В присоединяется к участку att X на бактериальной ДНК, расположенному между генами Ыо и gal затем в результате разрыва и перекрестного воссоединения двойных цепей ДНК фаг включается в хромосому. (См. также рис. 4.14.)

I Кольцевая хромосома нормального фага X может образовать синапс в любом участке своего генома (за исключением области гена Л) с гомологичной областью профага y dg, который уже включился в хромосому реципиента в результате процесса, описанного на фиг. 174. [c.351]

На карте, представленной на рис. 16.6, показана организация ДНК фага лямбда в фаговой частице. Однако вскоре после инфицирования концы ДНК соединяются, образуя кольцевую структуру. При этом поздние гены объединяются в одну группу, содержащую гены лизиса [c.209]

Рис. С. 7. ДНК фага лямбда в инфицированной клетке превращается в кольцевую в результате группа поздних генов образует одну непрерывную единицу транскрипции.

У некоторых фагов геном представлен одноцепочечной кольцевой ДНК. Такое кольцо сначала превращается в двухцепочечное, а затем реплицируется посредством механизма катящегося кольца. Высвобождаемая цепь приводит к образованию серии геномов они могут быть фрагментированы и внедрены в фаговые частицы кроме того, возможно их использование в дальнейших репликационных циклах. (Такие репликационные системы обсуждаются в гл. 33.) [c.405]

Это положение легче всего проиллюстрировать на следующем примере. Сведем для простоты 200 ООО пар оснований (входящих в состав оснований) к 37 символам, и пусть 33 буквы алфавита от А до Я изображают нуклеотидную последовательность. При репликации фаговой ДНК клетка производит непрерывную цепь длиной, быть может, в 20 алфавитов (около 600 букв). Затем эта длинная цепь разрезается после каждой 37-й буквы, поскольку как раз связка из 37 букв (нуклеотидов) втискивается в головку фага. В результате один комплект нуклеотидов фага будет иметь последовательность от А до Я плюс участок от А до Г следующий комплект — от Д до Я плюс участок от А до 3 следующий за ним — от И до Я плюс участок от А до М следующий за ними — от Н до Я плюс участок от А до Р и т. д. Таким образом, каждая молекула ДНК начинается и оканчивается своей личной нуклеотидной последовательностью, причем вблизи ее концов, очевидно, имеются тождественные последовательности букв. Поскольку специалисты по фагам — это всегда люди исключительно умные и образованные, тонко чувствующие все оттенки языка, они мигом смастерили два соответствующих термина концевая избыточность (или повторение) и циклические перестановки [480]. Как бы там ни было, но генетические исследования но Т-четным фагам убедительно показали, что ген А сцеплен с геном Я. А это легче всего понять, признав, что геном этих фагов имеет кольцевую форму [480]. Более того, было продемонстрировано, что кольцевая форма либо фактически существует, либо может возникать у самых разных нуклеиновых кислот — от очень маленьких молекул (как у фагов 5X174 и fd) до очень крупных (как в хромосоме Е. соИ). Тем не менее когда оболочку Т-четных фагов разругпали с помощью осмотического шока, то даже при соблюдении всех мер предосторожности всегда были ясно [c.125]

Как уже было сказано, ряд фагов (фХ174, 04, М13 и др.) имеют однонитевой кольцевой геном. Вскоре после попадания такого генома в клетку он превращается в кольцевой ковалентно-непрерывный дуплекс (или, как говорят, в репликативную форму). Эго превращение включает ряд стадий 1) образование затравки 2) элонгацию комплементарной цепи, осуществляе.мую клеточной ДНК-полнмеразой П1 3) удаление РНК-затравки, которое производится, по-видимому, за счет 5 -экзонуклеазной активности клеточной ДНК-полимеразы I 4) достраивание комплементарной цепи 5) лигирование концов комплементарной цепи ДНК-лигазой и 6) внесение сверхспиральных витков в ковалентно-непрерывный дуплекс прн помощи гиразы. Обратим внимание, что все Арменты, обеспечивающие перевод родительского генома в репликативную форму, имеют клеточное происхождение. [c.272]

Суть его. можно представить следующим образом (рис. 146). В результате первого раунда репликации возникают два дочерних луплекса с одноцепочечны.ми З -конца.ми (как и при репликации геио-ма фага Т7). Но геном Т4 характеризуется кольцевыми перестановками (см. рис. 134), Поэтому если клетка заражена несколькими фаговы.ми частицами, то концевая последовательность одной молекулы фаговой ДНК будет соответствовать внутреннему участку другой молекулы. При помощи специальных фагоспецифических белков одноцепочечный З -конец первой молекулы может внедриться во внутренний район другой. молекулы в результате появляется затравка, способная обеспечить дальнейшее удлинение цепи. В конечном счете возникает молекула, которую можно рассматривать как разветвленный конкатемер. Отметим, что рекомбинационная итшиации и.меет место и тогда, когда клетка заражается единственной фаговой частицей (рекомбинация в этом случае происходит между одинаковыми дочерними. молекулами-) [c.279]

Третье различие между системами репликации ДНК фагов Т4 и Т7 касается способа превращения конкатемера в зрелый мономерный геном. В первом случае длина сегмента ДНК, отрезаемого от конкатемера, задается не специфической нуклеотидной после-доватачьностью (как у Т7), а вместимостью фаговой головки кон-катемерная молекула ДНК начинает упаковываться в головку, а когда головка заполнится, активируется эндонуклеаза, которая отщепляет оставшийся снаружи участок молекулы. Поскольку в головку помещается сегмент ДНК, превышающий по своим размерам уникальную последовататьность вирусного генома, повторение актов упаковки и нарезания генерирует молекулы с кольцевыми перестановками и прямыми концевыми повторами (рис. 147). Отметим, что в фаговом геноме закодирован фермент, способствующий превращению разветвленных молек л ДНК в линейные. [c.280]

Удобно расчленить раунд репликации ДНК на три стадии 1) переход родительского генома в репликативную форму 2) собственно репликация репликативной формы и 3) переход репликативной формы в зрелый дочерний геном. Рассмотрим несколько вирусных систем, у которых синтез ДНК осуществляется при участии двухнитевых кольцевых молекул (рнс, 148), Такие кольца — репликативные формы — могут возникать несколькими способа.ми путем синтеза комплементарной цепи на однонитевой кольцевой матрице (фаг с( Х174), в результате спаривания липких концов, (фаги Р2, Р4), в результате сайт-специфической (фаг Р1) илн общей (фаг Р22) внутримолекулярной peкo.vlбинaцни. между концевыми повторами и т. д. Наконец, в форме двухнитевого кольца [c.280]

В настоящее время наиболее вероятной представляется такая последовательность событий, ведущих к включению вирус-специфической ДНК ретровирусов в клеточную хромосому (рис. 161). После образования кольцевой молекулы в месте стыка двух LTR возникает короткий несовершенный инвертированный повтор. Этот повтор выполняет функцию att, т. е. специфического участка интеграции. Участок att узнается вирус-специфическим с рментом, обладающим эндонуклеазной активностью — одним из продуктов гена poU который попадает в клетку из заражающей вирусной частицы. Фермент вносит в обе цепочки молекулы вирус-специфической ДНК разрывы на расстоянии 4 нуклеотидов друг от друга. Этот же фермент вносит ступенчатый разрыв (на расстоянии 4—6 нуклеотидов) и в клеточную ДНК- Положение разрыва в клеточной ДНК не фиксировано. Далее происходит интеграция вирусной ДНК в хозяйскую хромосому. Предполагают, что механизм интеграции напоминает тот, который реализуется в фаговых системах, прежде всего у фага Ми (см. раздел 1 этой главы), т. е. разрывы цепей ДНК и воссоединение гетерологичных нуклеотидных последовательностей осуществляет один и тот же фермент — особая топоизомераза (интеграза). Процессы типа репарационных (застраивание брешей и удаление одноцепочечных хвостов ) приводит к двум последствиям во- [c.312]

Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием плазмидной ДНК Основной недостаток олигонуклеотид-направ-ленного мутагенеза с использованием фага М13 -большое число процедур. Чтобы выделить мутантную форму нужного гена, приходится затратить много времени. В качестве альтернативы системе с использованием фага М13 было разработано множество других подходов, основанных на применении плазмидных ДНК. Это позволяет обойтись без переноса Интересующего исследователя гена из плазмиды в фаговую ДНК, а после завершения мутагенеза - обратно в плазмиду. Один из этих подходов включает встраивание ДНК в плазмидный вектор, который несет функциональный ген устойчивости к тетрациклину и неактивный ген устойчивости к ампициллину в середине последнего заменен один нуклеотид (рис. 8.3). Клетки Е. соИ трансформируют вектором, несущим ДНК-мишень, и двухцепочечную плазмидную ДНК денатурируют щелочью с тем, чтобы получить одноцепочечные кольцевые молекулы. Денатурированную ДНК отжигают с тремя разными олигонуклеоти- [c.161]

Е. соИ. При ренатурации одиночных цепей из одной пробирки образуются линейные молекулы. В клетках Е. oli стабильно поддерживаются в виде плазмид и наследуются только кольцевые, а не линейные молекулы, при этом все они несут сайт-специфическую мутацию. Таким образом, с помощью описанного метода можно вносить точ-ковые мутации в клонированный ген, при этом отпадает необходимость во встраивании гена в ДНК фага М13, использовании мутантных штаммов Е. соН типа dut ung и в переносе мутантного гена из Ml 3-вектора в экспрессирующий вектор. [c.163]

Одна из наиболее упо фебляемых схем такого мутагенеза приведена на рис. 85. С этой целью исходный ген встраивают в двунитевую репликативную форму ДНК фага М13, зрелые частицы которого содержат однонитевую кольцевую молекулу ДНК (плюс-цепь, см. 5.7). Введение полученной рекомбинантной ДНК в бактериальные клетки приводит к накоплению частиц бактериофага, содержащих однонитевую рекомбинантную ДНК, из которых ее можно выделить и использовать в качестве матрицы для ДНК-полимеразы. Для репликации используют специально сконструированный праймер, который соответствует участку встроенного гена, содержащему кодирующий элемент заменяемой аминокислоты. При этом по обе стороны от этого тринуклеотнда праймер полностью комплементарен рекомбинантной ДНК, а в пределах этого тринуклеотида заменен таким образом, чтобы в образующейся при репликации минус-цепи образовалась запла- [c.305]

Геном акариот и прокариот, а также митохондрий и пластид эукариот является компактной совокупностью генов с небольшим содержанием структурных повторов, что характеризует его экономичность Он кольцевидно замкнут (непрерывен), интервалы между генами минимальны Например, вся генетическая информация умеренного фага X размещается в кольцевой молекуле ДНК длиной в 50 кЬ, где содержится порядка 40 генов, плазмидная ДНК из 95—97 кЬ включает до 100 генов, замкнутая ДНК Е oli из 400 кЬ может содержать до 3000 генов (примерно 1500 пн составляют один ген), [c.176]

Другим протекающим в природе процессом генетической рекомбинации является лизогения. При заражении бактериальной клетки определенными видами фагов ДНК этих фагов могут ковалентным образом встраиваться в кольцевую хромосому клетки-хозяина вместо того, чтобы сразу приступить к образованию дочерних фаговьк частиц с последующим лизисом клеток, как это бывает в случае обычной фаговой инфекции. Встроившись в хромосому клетки-хозяина, фаговый геном может реплицироваться в ее составе в течение многих поколений, не проявляя себя в форме новьк фаговых частиц. Однако спустя некото- [c.974]

Следующим этапом в развитии техники получения рекомбинантных ДНК была разработка способов введения чужеродных генов в клетку-хозяина. Наиболее распространенными носителями, используемыми для введения чужеродньк генов в геном Е. соН, получившими название векторов, стали плазмиды и ДНК фага X. Плазмиды (разд. 27.15)-это небольшие кольцевые двухцепочечные ДНК, [c.982]

Обычный метод клонирования ДНК основан на расщеплении плазмидной и встраиваемой ДНК одной и той же рестрик-тазой. При этом получаются молекулы с липкими концами, которые затем отжигают, получают кольцевую рекомбинантнук> молекулу и сшивают ДНК-лигазой фага Т4. В случае плазмиды pBR322 встраивание обычно осуществляют по генам устойчивости к антибиотикам, поскольку такие рекомбинантные молекулы легко распознать по их неспособности обеспечить, устойчивость. [c.317]

Рис, 4.13. Жизненные циклы умеренного фага (на примере фага лямбда). После инфекции Es heri hia oli фагом лямбда происходит либо репродукция фага с последующим лизисом литический цикл), либо лизогенизация бактерии. ДНК фага представлена линейной двойной спиралью. В бактерии она замыкается в кольцо. Это кольцо может оставаться автономным или интегрироваться в бактериальную ДНК. В первом случае раззвертывается литический цикл. Замкнутая в кольцо ДНК реплицируется. В результате репликации по способу катящегося кольца получается цепочка из четырех копий фаговой ДНК. Гены фага запускают синтез и сборку белков головки и отростка и упаковку по одной копии ДНК в каждую головку фага. Головки спонтанно соединяются с отростками. При лизисе клетки-хозяина высвобождается около сотни зрелых фагов, которые в свою очередь могут инфицировать клетки. Однако кольцевая ДНК фага может также потерять свою автономию и включиться (интегрироваться) в ДНК хозяина, В этом случае клетка становится лизогенной. Латентный фаг, или профаг , реплицируется совместно с хромосомой клетки-хозяина. Лизогенная бактерия может неограниченно делиться, не подвергаясь лизису. Исключение (из хромосомы) фаговой ДНК, приводящее к лизису клетки, может произойти спонтанно или под действием индуцирующего фактора-облучения или мутагена. [c.149]

Следовательно, в этом случае гетерозиготы с концевой избыточностьк> могут возникать по любому гену фага. Геном фаговой частицы, возникшей в скрещивании г X г , будет характеризоваться концевой избыточностью и гетерозиготностью по гену г, если ген г окажется на конце этого генома и в каком-нибудь участке генома произойдет перекрест, так что на одном конце окажется аллель г, а на другом — аллель г . Наличие в ДНК Т-четных фагов циклических перестановок позволяет объяснить, как линейная молекула может соответствовать кольцевой генетической карте, изображенной на фиг. 143. Стрезингер сумел привести ряд генетических доказательств в пользу существования как внутренних гетерозигот, так и гетерозигот с концевой избыточностью, а следовательно, и в пользу циклических перестановок в Т-четном геноме. Кроме того, Стрезингеру удалось показать, что расщепление таких гетерозигот с Концевой избыточностью представляет собой очередной акт генетической рекомбинации, в результате которой один из повторяющихся участков [c.297]

I. Кольцевая хромосома вегетативного фага образует синапс с местом прикрепления фага % (ай К) на хромосоме бактерии. 2. Хромосома фагазразрывается между генами h а с (в области Й2), а хромосома бактерии разрывается между генами gal и trp, после чего гетерологичные участки воссоединяются. 3. В результате кроссинговера образуется одна непрерывная генетическая структура, содержащая ге- ом фага к между бактериальными генами gal и trp. Расстояния между генетическими локусами на пазличных схемах (от фиг. 171 до фиг. 175) даны в разных масштабах. [c.346]

Индукция профага и начало вегетативного роста представляют собой обращение процесса интеграции. Инактивация иммунитетного репрессора запускает цепь событий, приводящих к высвобождению фагового генома. Восстановление кольцевого генома вегетативного фага X проходит через те же стадии, которые изображены на фиг. 171, но в обратном порядке. Белок гена int также участвует в обращении процесса интеграции. Кроме него для высвобождения профага из хромосомы лизогенной бактерии требуется еще один, так называемый белок выщепления (ex ision protein), кодируемый геном xis. [c.346]

Исключение неправильно петли приводит к тому, что в образующуюся кольцевую хпо фага входят бактериальные гены gal, а участок фагового гена h остается в хромосоме бакте границе бактериального и фаговых геномов между генами gal и с выщепленная петля солсп клеотидпые последовательности, происходящие частично из области atth Е. соЦ, и qaf Tur.T, Р и ,ну- [c.349]

Эту возможность использовали в 1959 г. Чарлз Яновский и Леннокс для построения генетической карты тонкой структуры области trp хромосомы Е. oli. Эта область, как видно из общей карты на фиг. 123, расположена на кольцевой хромосоме в точке, приблизительно соответствующей 24-й минуте, поблизости от генов ton и i/sB, контролирующих структуру рецепторов фага Т1 и синтез аминокислоты цистеина соответственно. Для построения карты тонкой структуры Яновский и Леннокс сосредоточили свое внимание на наборе ауксотрофов Тгр , полученных Яновским. Эти мутанты распадаются на пять четких классов (табл. 5), различающихся по потребностям в факторах роста и по характеру накапливающихся в клетке метаболитов, что в свою очередь зависит от того, какой именно из последних этапов биосинтеза триптофана (фиг. 37) у этих мутантов блокирован. Каждый из этих ауксотрофов Тгр может быть превращен в прототроф Тгр+ заражением лизатом трансдуцирующего фага Р1, выращенного на донорном штамме Е. соИ Тгр+ дикого типа. При отборе таких прототрофных трансдуктантов путем высева зараженных фагом [c.358]

Теперь доказано, что кроссинговер генетического материала вирусов, лежащий в основе этих явлений, может наблюдаться и действительно наблюдается до тех пор, пока в инфицированной клетке присутствует свободная ДНК, принадлежащая потомству двух фаговых линий. Частота появления специфических рекомбинантов слуншт мерой физического расстояния между соответствующими генами в молекуле ДНК. Именно на этой особенности и основано составление генетических карт. Как можно было и предвидеть, чем дальше отстоят друг от друга генетические маркеры, тем чаще они рекомбинируют. Исключения, обнаруженные в случае Т-четных фагов, послужили первыми указаниями на кольцевой характер генетической (названной так в отличие от физической) карты этих вирусов (см. гл. VI, разд. Г) [109[. [c.212]

Образование фрагмента Оказаки на отстающей цепи связано с синтезом ДНК комплементарной одноцепочечной области, образуемой при движении репликационной вилки. Для изучения событий инициации и продолжения синтеза такой цепи ДНК в качестве матриц были использованы три одноцепочечные ДНК фагов. Каждый из этих фаговых геномов представлен кольцевой одноцепочечной ДНК, получившей название вирулентной или (-1- )-цепи. На рис. 33.1 показано, что синтез комплементарной, или (- )-цепи, превращает геном в двухцепочечную кольцевую репликативную форму (РФ) ДНК. Она может находиться в виде или релаксированного кольца (РФП) или суперспирализованного кольца (РФ1). Синтез комплементарной цепи рассматривается как аналог синтеза отстающей цепи двухцепочечной ДНК. [c.421]

При использовании в качестве матрицы одноцепочечной кольцевой молекулы ДНК фага G4 наблюдается одно значительное отличие в реакции. Вместо РНК-поли-меразы хозяина функционирует белок, кодируемый геном dnaG. Этот фермент представлен одним полипептидом с мол. массой 60000 дальтон (значительно меньшей, чем у РНК-полимеразы). Фермент назван праймазой. Одна молекула белка DnaG связывается непосредственно [c.421]

Рис. 33.9. РФ ДНК фага фХ174 может использоваться в качестве матрицы для синтеза одноцепочечных кольцевых молекул ДНК вируса. Белок А остается прикрепленным к тому же геному в течение неограниченного числа циклов, каждый раз про-

Карта генома фага Ми показана на рис. 36.13. Внедренный геном Ми имеет тот же порядок генов, что и свободная фаговая ДНК, которая имеет линейную форму. (Следует отметить существующее отличие от фага лямбда, свободная линейная ДНК которого при инфекции образует кольцевую молекулу в результате интеграции образуется линейный профаг, порядок генов которого является пермутированным относительно порядка генов свободной ДНК фага.) Линейные геномы фага Ми не содержат ни липких концов, ни повторов поэтому не ясно, каким образом осуществляется согласованное действие концов во время интеграции. Возможно, что реакция зависит от гомологии, которая встречается на расстоянии примерно 100 пар оснований от каждого конца. Существование механизма, узнающего специфические концы интегрированной последовательности фага Ми, было обнаружено при открытии способности этого фага вырезаться. Реакция происходит только в том случае, если профаг Ми приобретает ISl-элемент. Механизм вырезания неизвестен, однако установлено, что в него вклю- [c.469]

Геном фага фХ174 представляет собой одноцепочечную кольцевую молекулу ДНК, содержащую 5386 нуклеотидов. Эта нуклеотидная последовательность была успеишо расшифрована в 1977 г. Фредериком Сэнгером и его коллегами. Соотношение между генетической картой, изображенной на рис. 7.5, и химической картой будет обсуждаться в гл. 12. [c.204]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология