Фаги литическое развитие

Геном бактериофага X был превращен генными инженерами в наиболее удобный вектор для клонирования крупных фрагментов чужеродной ДНК. В геноме фага X есть два участка, не содержащие генов, необходимых для литического развития и производства потомства. Эти участки включают, соответственно, 22000 нуклеотидных пар в середине карты и 3000 между генами Р и Q (см. рис. 7.7). Таким образом, около [c.280]

Как показано на рнс. 15-22, хромосома обычно подразделяется на четыре оперона короткий — продуцирующий репрессор, ранний левый, ранний правый и поздний ). Ранние опероны детерминируют в основном синтез ферментов, обеспечивающих репликацию и рекомбинацию, а также синтез регуляторных белков. Поздний оперон связан с синтезом белков, необходимых для организации вирусных частиц он должен транскрибироваться с более высокой скоростью, которая обеспечивается Продуктом гена Q. В пределах позднего оперона гены от А до F участвуют в упаковке ДНК фага Айв образовании головок, тогда как гены от 2 до / обеспечивают синтез и сборку отростков. Гены S -а. R продуцируют белки, вызывающие разрушение мембраны бактерии-хозяина и лизис клетки. На последних стадиях фазы литического развития большая часть ранних генов выключается другим репрессором фага X (кодируемым геном его). Из сказанного видно, что регуляция транскрипции даже у вирусов может представлять собой достаточно сложный процесс. [c.261]

Рис. 9.4. Общая схема последовательности осуществлении функций разными группами генов в ходе литического развития фага А,

Рис. 16.1. Литическое развитие происходит путем образования большого числа фаговых геномов и белковых частиц, которые объединяются, образуя потомство фага.

Вирулентный фаг. Бактериофаг, способный только к литическому развитию, завершающемуся гибелью клетки, и неспособный к лизогенизации (ср. Умеренный фаг). [c.305]

Бактериофаг X оказался настоящей сокровищницей систем генетической регуляции, изучение которых позволило заметно расширить и углубить наши представления о механизмах генетической регуляции у прокариот. В процессе литического развития гены фага X (см. гл. 7) регулируются таким образом, чтобы обеспечивать контролируемую репликацию ДНК, рекомбинацию, синтез структурных белков и сборку частиц потомства фага. В то же время лизогенам по фагу X присущ иной способ экспрессии генов. В лизогенных бактериях репрессированы все гены профага, используемые при литическом развитии, и экспрессируется только один ген, обозначаемый с1, который контролирует репрессию генов профага. Экспрессия гена с1 в лизогенах обеспечивает также иммунитет клетки к повторной инфекции другим фагом X. [c.183]

В скрытой форме вплоть до активации (см. ниже), либо по пути литического развития. При этом происходит серия репликаций ДНК фага и образуется примерно 100 копий фагового генома. Каждый из них пакуется в белковый капсид, зрелые фаговые частицы вызывают лизис хозяйской клетки. Освободившиеся бактериофаги могут вновь инфицировать чувствительные бактериальные клетки. [c.114]

Согласно принятому мнению в ходе совместной эволюции бактерий и фагов последнее слово принадлежит бактериям. Следовательно, есть возможность получить устойчивые варианты бактерий, в которых данный фаг не способен развиваться и не может образовать мутантов, преодолевающих устойчивость. Возникает вопрос — почему, в таком случае, природные популяции чувствительных к фагам бактерий не замещаются популяциями полностью устойчивых клеток Однозначного ответа на этот вопрос нет. Согласно одному из предположений в природе могут существовать такие условия, когда клетка, не обладая никаким специально развитым и генетически контролируемым механизмом устойчивости, все-таки не чувствительна к инфекции фагом ( физиологическая устойчивость ). Косвенно в пользу возможности существования такого физиологического ограничения литического развития фагов можно рассматривать, на- [c.196]

Для продолжения опытов по поиску СХС была отобрана группа из 37 комбинаций фаг-бактерия (оставшихся после исключения из 284 давших адсорбцию 187 комбинаций, завершающихся литическим развитием фагов и 60, отличавшихся низким уровнем адсорбции). На отобранной группе проверялась возможность преодолеть ограничение роста при высоких множественностях инфекции. В результате этих исследований наблюдался лизис трех штаммов. Однако, как было показано, это было связано не с литическим развитием фагов, а с проявлением некоторых функций проникших в клетки молекул фаговой ДНК [16]. [c.132]

При литическом развитии происходит лизис клеток и образуются инфекционные фаговые частицы, при лизогенном молекула ДНК фага Я интегрируется в бактериальную хромосому [c.97]

Целью литического развития является образование возможно большего числа фаговых частиц потомства при инфицировании бактериальной клетки-хозяина. Инфекция начинается с прикрепления к бактерии одной фаговой частицы. Икосаэдральные фаги имеют головку, содержащую ДНК, и хвостовой отросток, с помощью которого фаг прикрепляется к бактериальной клетке. ДНК впрыскивается в бактериальную клетку, частица остается вне клетки. Нитевидные фаги имеют стержнеподобную структуру их взаимодействие с клеткой бактерии изучено менее полно. [c.206]

Многие геномы фагов организованы таким образом, что их генетическая карта точно отражает последовательность литического развития. Принцип оперонной организации достигает при этом своего крайнего выражения, при котором гены, кодирующие белки с родственными функциями, сгруппированы для осуществления контроля [c.206]

Одна из наиболее сложных каскадных систем принадлежит фагу лямбда. Сам по себе каскад при литическом развитии является простым в нем используются два регулятора, контролиру19щие последовательные стадии развития. Однако цикл литического развития смыкается с циклом установления лизогении, как это суммировано на рис. 16.5. При введении ДНК фага лямбда в новую клетку-хозяина литический и лизогенный циклы запускаются одним и тем же способом. Оба цикла требуют экспрессии предранних и задержанно ранних генов. Однако на следующем этапе эти циклы дивергируют. Литическое развитие происходит, если экспрессируются поздние гены лизогенное состояние устанавливается, если синтезируется необходимый репрессор. [c.208]

Существуют два пути внедрения фага Ми. В результате простых внедрений Ми образуются лизогенные бактерии, содержащие профаги. Обнаружено присутствие прямых повторов из 5 пар оснований с каждой стороны от профага, что указывает на сходство этого события с транспозицией. Кроме того, в процессе литического развития почти все продукты Ми-опосредованной транспозиции имеют структуру коинтегратов. Нам не известно, являются ли простые внедрения и коинтеграты ре- [c.469]

В переключении пути развития фага участвует область ДНК размером в S0 пар оснований, называемая правым операторо.м (Or) (рис, 41.6, А). Правый оператор фланкирован слева структурным геном репрессора фага лямбда, а справа — структурным геном другого регуляторного белка, называемого его. Единственным фаговым геном, экспрессирующимся при нахождении фаговой ДНК в составе хозяйской хромосомы, т.е. в состоянии профага, является ген репрессора. При литическом развитии ген репрессора не экспрессируется, но идет активная экспрессия гена сто, равно как и многих других фаговых генов. Таким образом, когда ген репрессора включен, ген его — включен, и наоборот, когда ген его включен, ген репрессора — выключен. Как мы увидим далее, эти два гена регулируют друг друга, что в конечном счете и определяет выбор между литическим и лизогенным путями развития фага X. [c.114]

Второй тип — умеренные фаги. В ходе продуктивной инфекции клетки умеренным фагом возможны два принципиально разных пути его развития литический, в общем (по своему исходу) подобный литическому циклу вирулентных фагов, и лизогенный, когда геном умеренного фага переходит в особое состояние — профаг. Клетка, несущая профаг, называется лизогенной или просто лизогеном (поскольку в определенных условиях она может претерпеть литическое развитие фага). В состоянии профага геном умеренного фага передается от клетки ее потомкам при [c.169]

Для каждого из фагов существуют в природе или могут быть получены в лаборатории дефектные варианты. Дефектные фаги неспособны осуществлять полноценный цикл продуктивной инфекции с образованием живого фага-потомства. У дефектных фагов нарушены функции каких-то существенных генов, обязательных для литического развития фага. Существенными генами принято называть гены, обязательные для поддержания вируса в любом из свойственных ему состояний — литическом или лизогенном. Гены, необязательные для осуществления нормального цикла развития данного фага в стандартных условиях (хозяин, среда, температура инкубации и др.), принято обозначать как несуш,ественные или, что более правильно, добавочные. Становится все очевиднее, что эти гены контролируют осуществление определенных функций, причем в некоторых условиях их функции могут стать необходимыми, существенными. Например, развитие фага Т4 в лизогенных по фагу X клетках Е. oli зависит от состояния генов гП фага Т4. [c.189]

Плазмида Rms 148 в отличие от RPL 11 ограничивает лишь литическое развитие, но не лизогенизацию опять-таки, как и в случае RPL11, ее эффект проявляется только при инфекции клеток свободным фагом, но не после индукции профага. Плазмида Rms 148, как и RPL11, подавляет и развитие некоторых вирулентных фагов. Признаки устойчивости — чувствительности к подавляющему эффекту этих плазмид — свободно рекомбинируют при скрещиваниях родственных фагов. Подавление развития фагов плазмидой Rms 148 осуществляется через взаимодействие продукта плазмиды с двумя или большим числом участков в геномах фагов. [c.204]

Клетки, несущие RP4, не подавляют литического развития фага ВЗ, однако введение RP4 в лизогены по фагу ВЗ резко ограничено, а те клетки, которые все-таки получают плазмиду RP4, содержат дефектный профаг ВЗ или дефектную плазмиду RP4, утратившую способность к дальнейшей конъюгативной передаче. Взаимодействия такого типа можно использовать в основе рабочих приемов вылечивания лизогенных бактерий от хромо-сомально локализованного неиндуцибельного профага. [c.205]

ДНК в различных участках, специфичность которых может быть неодинаковой. Если упаковка началась с бактериальной ДНК, то головка фага полностью заполняется только ею, а избыток ДНК удаляется. Частицы таких фагов всегда содержат фрагменты бактериальной ДНК, соответствущие размеру их головки. Образование их может происходить как при литическом развитии фага, так и после индукции профага. Трансдуцироваться могут daMbie разные маркеры, но с неодинаковой частотой. Так, при литическом развитии фага Р1 бактериальная хромосома, по-видимому, фрагментируется до размеров фаговой ДНК и эти фрагменты неспецифически упаковываются в фаговые оболочки. Возможно, что на бактериальной хромосоме имеются более или менее специфические участки, с которых начинается упаковка, так как частота трансдукции отдельных маркеров различна. [c.99]

Векторы на основе бактериофага Я. Бактериофаг Я. — это вирус, размножающийся на бактериях Е. соИ. За последние 3U лет он стал излюбленным и наиболее изученным объектом генетиков и молекулярных биологов. Геном фага Я. представлен двуцепочечной ДНК размером в 48,5 т.п.о., которая упакована в головку фага в виде линейной молекулы с однонитевыми комплементарными концами длинои в 12 п.о. (липкие концы). После проникновения в клетку липкие концы объединяются и ДНК замыкается в кольцо. Кольцевая ДНК является репликативной формой. Возможность создания векторов на основе фага Я связана с тем его свойством, что гены центральной части (от I до N) несущественны для литического развития. Уже более 20 лет известны способы замещения центральной части фага сегментами бактериальной хромосомы путем определенных генетических манипуляций in vivo. Созданные таким образом специализированные трансдуцирующие фаги хорошо изучены. Идея провести манипуляцию замены центральной части ДНК фага Я in vitro на чужеродные фрагменты послужила поэтому логическим продолжением опытов in vivo. [c.147]

Важно то, что в каспид пакуется ДНК определенного размера не выше 53 и не ниже 38 т. п. о. Таким образом, фаговые векторы имеют верхний и нижний пределы размеров клонируемых фраг-ментов ДНК (рис. Кроме того, так как фаговые векторы сами являются жизнеспособными фагами, они не могут содержать в геноме ДНК короче 38 т.п.о., хотя гены, необходимые для успешного литического развития, занимают 29 т.п.о. [c.147]

А 29 т.п.о. — сумма длин генов, существенных для литического развития В минимальный размер пакуемой ДНК С — размер ДНК фага дикого тнпа (100%), Д максима пьный размер пакуемой ДНК. равный 53 т.п.о [c.148]

Напомним, что фазмиды сочетают в себе свойства плазмид и фагов. Эти свойства разделены во времени. В лизогенном состоянии фазмида ведет себя как плазмида, а при литическом развитии — как вирус. Существование фазмид ставит фундаментальную проблему эволюционного плана об их происхождении. Как [c.125]

Геном фага Я можно разделить на три основные части (рис. 2.15). Левая часть включает все гены (отЛ м1 до J), белковые продукты которых необходимы для формирования капсидов и упаковки в них молекул фаговой ДНК. Центральная часть, расположенная между генами J nN, несущественна для литического развития фага в клетке-хозяине дикого типа. Эта область генома содержит гены, участвующие в общей рекомбинации фага (reda и red ), сайтспецифиче-ской интеграции ДНК фага в бактериальную хромосому (int) и исключении профага из хромосомы (xis). Сайтспецифические рекомбинационные события происходят по особым участкам на ДНК фага (att) и бактериальной хромосомы. Правая часть генома фага Я содержит все остальные контролирующие элементы, к которым, в частности, относятся гены, необходимые для репликации фаговой ДНК (О и Р) и для лизиса клеток (S и R). [c.97]

Существенные для литического развития фага гены транскрибируются с трех основных промоторов PL, Pr и pr ( m. рис. 2.15). При развитии по лизогенному пути репрессор фага Я (продукт гена с1) связывается с операторами ol и OR, предотвращая транскрипцию с рь и pR. При литическом развитии фага транскрипция идет с PL влево через ген Ыисрк вправо через ген его. В отсутствие продукта гена N транскрипция в значительной степени терминируется сразу после этих генов на участках t и tRi. Второй терминирующий участок tR2 полностью предотвращает дальнейшую транскрипцию с промотора Pr. Продукт гена N осуществляет свою функцию положительного регулятора че- [c.97]

Прописными буквами обозначены жизненно важные гены фага, строчными — несущественные для его литического развития заштрихованные стрелки — единицы транскрипции фагового генома (скриптоны), щирина стрелок отражает интенсивность транскрипции соответствующих районов генома толстая штриховая линия (гены gal и Ыо) — хромосомная ДНК Е. соИ р — промотор о — оператор t — терминатор транскрипции [c.98]

Повышенную копийность клонируемых генов обеспечивают также векторы на основе ДНК фагов. Наиболее подробно в этом отношении изучен фаг Я. При литическом развитии он образует 100-200 фаговых частиц на клетку. Однако из-за лизиса клеток клонированный ген может экспрессироваться лишь в течение ограниченного времени. Чтобы снять данное ограничение, в геном фага Я вводят мутации по гену S, который контролирует лизис клеточной стенки. Мзггантный фаг Я - не способен лизировать клеточную стенку, и при его развитии в непер-миссивных клетках наблюдается образование до 103 фаговых частиц на клетку. Однако пропорционального увеличения продукции белка клонированного гена в этом случае не будет, так как синтезируемые фаговые геномы упаковываются в капсиды. Избежать упаковки ДНК фага Я в белковый чехол можно введением мутаций по гену Q, который контролирует выражение поздних генов фага, ответственных за синтез его структурных белков, а также функции лизиса клеток и упаковки фаговой ДНК (см. 2.2.2). Поэтому MjrraHTH XQ S-, а также в непер- [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология