Бактериофаг и белок оболочки

Нитевидные бактериофаги не вызывают лизиса бактериальных клеток во время инфекции, но постоянно выходят из них через пору диаметром 8 нм во внешней мембране клетки. Размер поры обеспечивает прохождение одной фаговой частицы. Во время переноса через внутреннюю бактериальную мембрану одноцепочечная геномная ДНК покрывается белками оболочки, которые локализованы во внутренней мембране. При этом их N-концы экспонированы в периплазматическое пространство, а С-концы контактируют с цитоплазмой. Белки g8p и g3p первоначально синтезируются в виде предшественников, содержащих N-концевую сигнальную последовательность, которая удаляется после их внедрения в мембрану. [c.335]

Вирусы (по латыни вирус означает яд , отрава ) являются возбудителями болезней растений и животных. С биологической точки зрения вирусы - это внутриклеточные паразиты [4], которые могут размножаться только внутри клетки-хозяина. Вирусы, инфицирующие бактерии, называются бактериофагами. Вирус представляет собой шарообразную или палочкообразную полую частицу, образованную одним или несколькими сортами белка, диаметром в несколько сот ангстрем, внутри которой заключена нуклеиновая кислота (ДНК или РНК, одноцепочечная или двухцепочечная), длиной до сотен микрометров. Белковая оболочка вируса, называемая капсидом, у некоторых вирусов животных может быть заключена во внешнюю мембранную оболочку, состоящую из двойного липидного слоя. [c.91]

Хотя все пять белков оболочки уже были использованы для получения гибридных белков фагового дисплея, g3p и g8p остаются наиболее популярными объектами таких исследований. При этом g8p чаще всего применяются для экспонирования коротких пептидов на поверхности бактериофага, тогда как g3p объединяют, в том числе, и с крупными глобулярными белками. Выбор определяется тем, что включение больших полипептидных цепей в состав g8p увеличивает диаметр фаговой частицы, что препятствует их прохождению через поры в бактериальной мембране. [c.335]

Рис. 27-7. Общая схема эксперимента Херши и Чейз. Эксперимент проводили на двух препаратах бактериофага, меченного радиоактивным изотопом. В одном из ник о помощью изотопа Р были помечены фосфатные группы фаговой ДНК, а в другом изотоп был введен в серусодержащие аминокислоты белка оболочки фага. Каждый из меченных таким способом фагов по отдельности был добавлен к суспензии немеченых бактерий. Затем обе группы зараженных фагом бактериальных клеток встряхивали в смесителе. Оказалось, что клетки, зараженные Р-вирусными частицами, содержат в своем составе Р, т. е. в них попала меченая вирусная ДНК. Отделенные от клеток тени фага (пустые оболочки вируса) радиоактивности не содержали, В клетках, зараженных З-вирусными частицами, радиоактивности яе было, зато она была найдена в тенях фага после отделения их от клеток с помошью смесителя. Поскольку в обоих случаях было получено потомство вирусных частиц, данный эксперимент доказал, что генетическая информация, необходимая для репликации вируса, переносится вирусной ДНК, а не вирусным белком.

Кроме обсуждавшихся выше нитевидных бактериофагов в фаговом дисплее могут быть использованы и другие колифаги, в том числе X и Т4 [94, 95]. Но из-за более низкой эффективности экспрессии гибридных белков оболочки на поверхности капсидов этих фагов, а также трудностей, связанных с получением репрезентативных клонотек нуклеотидных последовательностей на основе их хромосом, такие системы пока не находят широкого распространения. [c.336]

Бактериофаг, вирус, убивающий бактерию. Состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), помещенной в белковую оболочку. Заражение бактерии происходит тогда, когда бактериофаг, присоединившись к оболочке, впрыскивает внутрь бактерии свою нуклеиновую кислоту. Вскоре после этого ресурсы бактерии переключаются на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и вирусных белков. Минут через двадцать после заражения бактериальная оболочка лопается и из нее вываливается сотня готовых вирусных частиц, являющихся точной копией исходного бактериофага. [c.152]

Вирус, клеточный паразит, один из простейших объектов живой природы. Вне клетки вирус — это молекулярный комплекс, состоящий из нуклеиновой кислоты (ДНК, иногда РНК) и несколько белков, образующих оболочку вируса. После проникновения в клетку вируса (или его нуклеиновой кислоты) происходит переключение ресурсов клетки на синтез вирусной нуклеиновой кислоты и белков. Когда клеточные ресурсы исчерпываются, ее оболочка разрывается н из нее вываливаются готовые вирусные частицы. Вирусы животных устроены значительно проще, чем вирусы бактерий (бактериофаги). Животные вирусы не способны впрыскивать в клетку свою нуклеиновую кислоту и попадают внутрь клеткн вместе с пищей. Вирусы вызывают многие заразные болезни, такие как грипп, оспа, полиомиелит, гепатит (болезнь Боткина) и т. д. В некоторых случаях вирус, оказавшись внутри клетки, не губит ее, а встраивает свою ДНК в ДНК клетки, после чего вирусная ДНК начинает размножаться вместе с ДНК клетки. При этом, однако, поведение самой клетки может резко измениться. [c.153]

Интересной группой вирусов являются вирусы бактерий (бактериофаги), которые устроены несколько сложнее. Большинство из них состоит из ДНК, сосредоточенной в головке фага, и белка, образующего оболочку и хвостик фага (рис. 65). [c.469]

Вирусы впервые были описаны как болезнетворные агенты, которые размножаются только в клетках и имеют настолько малые размеры, что способны проходить через ультратонкие фильтры, задерживающие самые мелкие бактерии До появления электронного микроскопа природа их оставалась неясной, хотя уже тогда высказывалось мнение, что это, возможно, просто гены, которые приобрели способность переходить из одной клетки в другую. В 1930-х годах использование ультрацентрифуги сделало возможным отделение вирусов от компонентов клетки-хозяина. В результате уже в начале 1940-х годов стало более или менее ясно, что все вирусы содержат нуклеиновые кислоты. Это укрепило исследователей в мысли, что вирусы и генетический материал выполняют сходные функции. Подтверждение такой точки зрения было получено при изучении вирусов бактерий (бактериофагов). В 1952 г. удалось показать, что в клетку бактерии-хозяина проникает одна только ДНК бактериофага (без его белка) и что именно она инициирует здесь процесс репликации, приводящий в конечном счете к появлению в инфицированной клетке нескольких сотен дочерних вирусных частиц. Таким образом, вирусы можно рассматривать как генетические элементы одетые в защитную оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Размножение вирусов само по себе часто оказывается летальным для клетки, в которой оно происходит. Многие вирусы разрушают инфицированную клетку (вызывают ее лизис), что и дает возможность потомству вируса переходить в соседние клетки. Клинические симптомы вирусной инфекции во многих случаях отражают именно эту цитолитическую способность вируса Высыпание при [c.314]

Полезно бросить взгляд на усложнение биологических объектов на разных, последовательных уровнях их структурной и функциональной организации. На самой низшей ступени мы можем взять, например, один из бактериальных вирусов, бактериофаг, известный под обозначением Н-17, использованный во многих исследованиях. Его наследственный аппарат содержит всего три гена. Один ген содержит информацию о структуре белка А, функция которого еще недостаточно выяснена. Второй ген обусловливает структуру белка, из которого построена оболочка фага, а третий ген направляет образование фермента, обеспечивающего репликацию, то есть получение новых копий нуклеиновой кислоты фага, когда он проникает в бактериальную клетку к начинает стремительно размножать себя. Как легко видеть, все здесь сведено к минимуму — к тому минимуму, который является уже последним пределом три гена и три белка. Но зато — что и характерно для всех вирусов вообще — этот вирус не способен практически ни к каким самостоятельным проявлениям жизнедеятельности. Лишь одно ему доступно — заражая клетку, встраивать свою наследственную программу в синтезирующие системы клетки, переключать их работу на себя и так организовать воспроизводство своих новых копий. И второе после того как вирусные частицы покидают клетку, где они были построены, и до того, как они проникнут в новую, еще не зараженную клетку, — словом, в тот период, когда вирус существует вне клетки, белковый чехол защищает его нуклеиновую нить от разрушения. Вот и все, что мы имеем на уровне бактериального вируса, фага. [c.162]

РНК бактериофага MS2 содержит три цистрона, разделенных нетранслируемыми последовательностями, и один цистрон, перекрывающийся с двумя другими (см. раздел А. II. 4 и рис. 6). Ближе всего к 5 -концу этой лолицистронной мРНК расположен А-цистрон (1182 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон), кодирующий А-белок, или белок созревания (393 аминокислотных остатка). Далее по направлению к З -концу следует С-цистрон (393 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон UAA), кодирующий белок оболочки фага (129 аминокислотных остатков). Ближе всего к З -концу располагается S-цистрон (1638 нуклеотидных остатков, включая терминирующий кодон UAG), кодирующий субъединицу РНК-репликазы (544 аминокислотных остатка). L-цистрон (228 нуклеотидных остатков вместе с терминирующим кодоном UAA), кодирующий маленький белок лизиса (75 аминокислотных остатков), перекрывает не в фазе конец С-цистрона, нетранслируемую последовательность и начало S-цистрона. (Следует заметить, что при синтезе белка оболочки и субъединицы РНК-репликазы N-концевой метионин отщепляется, и поэтому количество аминокислотных остатков в готовом белке на один меньше, чем количество значащих кодонов матрицы.) [c.234]

Кодон терминации обязательно присутствует в конце кодирующей части каждой природной мРНК. Иногда можно видеть даже тандем терминирующих кодонов, например в конце цистрона белка оболочки бактериофага MS2, где за терминирующим кодоном UAA следует триплет UAG (см. рис. 6). [c.265]

КОВ являются ферментами, необходимыми для производства клеткой веществ, требующихся для построеш1я фага. Например, так называемые Т-четные фаги (Tj, Т4, Т ) содержат оксиметнл-цитозин вместо цитозина. Синтез этого нового основания требует ряда новых ферментов (например, оксиметилазы цитозина), которые в нормальной клетке полностью отсутствуют. Кроме того, клетка должна синтезировать сами белки оболочки вируса. Таких белков в сложных бактериофагах имеется несколько. Во всяком случае бактериофаг, как и любой вирус, не может размножаться, если все необходимые белки не будут синтезированы. [c.499]

Можно ли доказать линейное соответствие между последовательностью аминокислот в известной белковой структуре и последовательностью оснований в ее мРРЖ Да, это было, например, показано для белка оболочки бактериофага R17 и участка его РНК (Adams et, 1969). [c.12]

Белки вирусов бактерий были изучены более детально, чем белки вирусов животных. Помимо BTJM и его штаммов, полную аминокислотную последовательность удалось расшифровать только для белков оболочки некоторых мелких бактериофагов. Разные бактериофаги, входящие в состав группы РНК-содержащих фагов, обнаруживают большее или меньшее родство между собой. Характер серологических различий между ними напоминает различия между разными штаммами ВТМ [430]. Была полностью выяснена последовательность для белков двух характерных типов бактериофагов, содержащих но 129 аминокислот [292, 541, 564]. Белки многих фагов (1 2, MS2, Ml2, В17) очень схожи между собой, отличаясь заменой всего лишь одной или двух аминокислот. Фаг ir является более дальним родственником — у него имеется около 20 замен. Тем не менее белки группы фагов fr и 12 имеют одинаковое число аминокислот и одинаковую последовательность на достаточно длинных участках их нолипентидных цепей (остатки 7—16, 28—53 и 70—85). То же самое относится к локализации всех остатков пролина и большей части крупных аминокислот (Три, Тир, Фен, Лей, Мет, Арг, Лиз). Обе группы отличаются отсутствием гистидина и имеют по два одинаково расположенных остатка цистеина (фиг. 16). [c.87]

Последовательное применение генетического анализа и рас-щрфровка первичной структуры генов вскрыли неожиданный факт перекрывания генов у некоторых вирусов. Так, у ряда РНК-содержащих бактериофагов Е. соИ (R17, f2, MS2, Q ) были известны всего три гена репликазы, белка оболочки и созревания вирусной частицы. Мутации каждого гена, например у фага MS2, некомплементарны между собой, но комплементарны мутациям остальных двух генов. После расшифровки полной нуклеотидной последовательности РНК этих фагов на ней были локализованы все три гена. Однако обнаружена и четвертая группа мутаций, блокирующих лизис зараженной клетки. Эти мутации образовали самостоятельную группу комплементации, т. е. на основе функционального критерия аллелизма они были отнесены к самостоятельному гену, для которого уже не оставалось места на РНК бактериофага. Тем не менее путем исследования белкового синтеза in vitro с использованием РНК фага в качестве и РНК было выявлено реальное существование белка L размером в 75 аминокислотных остатков, кодируемого этим новым геном. Локализовать его удалось благодаря тому, что один из мутантов по гену лизиса нес нонсенс UGA, идентифицированный по взаимодействию с соответствующими супрессорными тРНК. У этого мутанта была расшифрована первичная структура РНК. Оказалось, что UGA возник в результате замены С на U в кодоне GA (Apr). Таким образом была установлена фаза считывания триплетов в гене ли- [c.404]

РИС. 12.18. Электрофорез белков в полиакриламидном геле в присутствии ДСН. /1. Относительная подвижность семи различных белков как функция концентрации акриламидного геля. Значения молекулярных масс белков лежат в диапазоне от 14 ООО для белка оболочки бактериофага R17 (кривая 7) до 60 ООО для каталазы (кривая 1). Б. Относительная подвижность различных белков в 10% акрила-мндных гелях как функция молекулярный массы. (Weber K., Osborn М., 1975.) [c.303]

Когда полная замена исходного белка оболочки на гибридный летальна для бактериофага, гибридный белок нарабатывают в бактериальных клетках под контролем фагмиды, а белок дикого типа обеспечивают заражением бактериальных клеток, содержащих фагмиду, фагом-помощником. В такой системе со- [c.335]

В настоящее время общепризнанным является тот факт, что передача наследственной информации в живых организмах осуществляется молекулами ДНК. В главе 8 отмечалось, что на рубеже XIX—XX вв. процессы передачи наследственной информации в живом мире ассоциировались с белками, что затормозило рещение общебиологической проблемы наследственности. В 40 —50-е годы XX в. появилось много экспериментальных указаний на то, что передачу признаков по наследству в живых организмах осуществляют именно молекулы ДНК. Самым наглядным доказательством этого явилось изучение молекулярных аспектов размножения вирусов, паразитирующих на бактериях, — бактериофагов. Примером тому может служить бактериофаг Т4, относящийся к семейству Т-четных бактериофагов и размножающийся в клетках кишечной палочки Е. oli. Бактериофаг Т4 состоит из молекулы ДНК и белковой оболочки с довольно сложной морфологией (рис. 11.1). Фаг имеет головку икосаэд-рической формы, в которой достаточно плотно упакована одна молекула ДНК, и полый цилиндрический хвост, от конца которого отходят шесть тонких нитей. Хвост имеет двойные стенки, т. е. представляет собой полую трубку. [c.341]

При создании комбинаторных библиотек вместо фага X можно использовать нитевидные бактериофаги М13 или fd (рис. 10.14). В этих случаях соответствующий фрагмент антитела синтезируется как часть химерного белка, локализованного на поверхности фаговой частицы. Скрининг комбинаторной библиотеки фрагментов антител можно провести при помощи ферментного иммуносорбентного анализа (ELISA). Суть метода состоит в следующем образцы (аликвоты) из библиотеки помещают в ячейки планшеты, содержащие антиген-мишень. Ячейки промывают, чтобы удалить несвязанные фаговые частицы. В каждую ячейку вносят конъюгат, состоящий из антитела, связывающегося с белком фаговой оболочки, и фермента. Ячейки промывают для удаления несвязанного конъюгата и добавляют в каждую из них хромогенный субстрат, который расщепляется ферментом, связанным с фагом, и окраши- [c.219]

К настоящему времени выяснено, что ДНК несет в себе тот генетический рецепт, на основе которого в ряде последовательных клеточных делений образуются идентичные клетки. В процессе воспроизведения ДНК воспроизводится информация, необходимая для синтеза специфических ферментов и других клеточных белков. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, заключена в последовательности четырех типов оснований (А, Т, Г, и Ц) вдоль фосфатноуглеводного остова (т. е. последовательности расположения четырех типов нуклеотидов, из которых построена ДНК). Таким образом, последовательность А—Г—Ц в каком-либо участке цепи несет иную информацию, чем последовательность Г—А—Ц. Последовательность оснований в ДНК может быть модифицирована химически путем обработки ДНК in vitro (вне клетки) или in vivo (внутри клетки) азотистой кислотой, под действием которой первичные аминогруппы аденина, цитозина и гуанина превращаются в группу ОН. Результатом этого оказывается изменение генетического кода, поскольку модифицированная таким образом ДНК вызывает мутации в организме, из которого она первоначально была получена. Резкие изменения могут произойти в тех случаях, когда ДНК бактериофага (который весь состоит из нити ДНК, заключенной в белковую оболочку) вводится в бактериальную клетку. Фаговая ДНК действует в качестве затравки и вызывает в бактериальной клетке синтез новой ДНК и белков по своему образцу , что в конце концов приводит к разрушению клетки, в которую внедрился бактериофаг, и выходу во внешнюю сферу новых фаговых частиц. [c.139]

Подобно ДНК, РНК является необходимым компонентом всех живых клеток. Она входит, кроме того, в состав всех исследованных вирусов растений, а также ряда бактериофагов, многих вирусов насекомых и животных. В то время как биологические функции ДНК разных типов, по-видимому, сходны, разные типы РНК имеют различные биологические функции. Функции вирусной РНК, по-ви-димому, аналогичны вирусной ДНК, т. е. этот тип РНК содержит генетическую информацию, необходимую для построения вирусной частицы, передает ее из поколения в поколение и, кроме того, обеспечивает синтез необходимых для построения вирусных частиц ферментов и белков вирусной оболочки. Как хорошо известно, в живой клетке различают по крайней мере три типа РНК, отли- [c.35]

Данные биохимических и генетических исследований свидетельствуют о том, что нуклеиновые кислоты определяют процесс синтеза не только реплик этих кислот, но и белков. Можно привести следующие факты, указывающие на фундаментальную роль нуклеиновых кислот в биологических процессах. Прямыми опытами показано, что изменение ДНК некоторых бактерий влияет на их наследственные свойства. ДНК, изолированная из одного типа бактериальной клетки (пневмококк), может быть использована для наследственноустойчивого превращения клетки второго типа. Так, штамм, неустойчивый по отношению к пенициллину, может быть превращен в пенициллиноустойчивый путем введения соответствующей ДНК. Был открыт целый ряд такого рода явлений [ ]. При внедрении только нуклеиновой кислоты бактериофага в клетку в ней репродуцируется весь бактериофаг, состоящий из нуклеиновых кислот и белков. Сходные факты обнаружены при исследовании вирусов, в частности вируса табачной мозаики, также состоящего из нуклеиновой кислоты (РНК) и белковой оболочки. Оказалось, что чистая РНК вируса обладает инфицирующей способностью — при введении в клетку РНК в ней размножается вирус, т. е. белок достраивается в соответствии с природой, введенной РНК [ ]. [c.232]

Вирусы, которые не имеют клеточной структуры, являются с химической точки зрения также нуклеоиротеидами. Важная биологическая роль нуклеиновых кислот в вирусах выясняется из того факта, что при заражении вирусом (например, бактериофагом — Bjipy oM бактерий) заражаемая клетка получает от вируса только нуклеиновую кислоту, а белковая часть (оболочка) вируса остается снаружи, в клетку не проникает и отбрасывается. После заражения внутри клетки-хозяина за счет нуклеотидных, аминокислотных н ферментных ресурсов этой клетки вырастает множество частиц вируса (бактериофага). Эти новые частицы состоят не только из многократно повторенных нуклеиновых кислот, но имеют и белковые оболочки, тождественные с белком исходной заражающей частицы вируса, хотя белок не проникал в зараженную клетку. Отсюда ясно, что нуклеиновые кислоты принимают решающее участие в биосинтезе белка, чему позднее мы приведем и другие доказательства. Это поставило полинуклеотиды в центр интересов современного естествознания, тогда как отдельные нуклеотиды были известны еще со времен Либиха. [c.673]

Другой опыт, иллюстрирующий роль ДНК, заключается в следующем. Фаги, как уже упомянуто, это вирусы бактерий. Под электронным микроскопом можно наблюдать, как эти маленькие организмоподобные частицы, прилипнув к стенке большой клетки — бактерии, прокалывают острым выступом (точнее, растворяют с помощью выделяемого им фермента) участок стенки бактерии и выпускают внутрь клетки содержимое своего белкового мешка — дезоксирибонуклеиновую кислоту. Сам белковый мешок легко отделяется от бактерии и в дальнейшем участия не принимает. Был выращен бактериофаг (типа Tg), помеченный радиоактивным фосфором по нуклеиновой кислоте и радиоактивной серой по белку (Херши и Чейг). В результате радиохимического анализа было выяснено, что в клетку бактерии проникает только радиоактивный фосфор (т. е. ДНК), а радиоактивная сера практически вся остается в отпавших оболочках фага. В дальнейшем идет обычное размножение фага в клетке бактерии, распад последней и выпадение взрослых частиц фага в среду. Таким об- [c.726]

Физические и химические исследования бактериофага 2 показали, что его частица содержит одну одноцепочечную (некольцевую) молекулу РНК длиной около 3300 нуклеотидов. (Следовательно, РНК 2 несет примерно в два раза меньше генетической информации, чем РНК ВТМ.) Нуклеотидный состав РНК 12 следующий [А] = 0,23 [Г] = 0,26 [У] = = 0,26 и 1Ц] = 0,25. Белковая оболочка фага 2 представляет собой сферическую структуру из 180 одинаковых молекул белка, каждая из которых содержит 129 аминокислот. Анализ аминокислотной последовательности белка фага 12 и родственных ему фагов М52 (выделенного в Калифорнии) и 1г (выделенного в Германии) показал, что белок М52 отличается от белка 2.по 88.-й аминокислоте, белке фага 12 в этом мес е находится оста- [c.469]

Разочаровывает отсутствие корреляции между известными концевыми нуклеотидными последовательностями и известными концевыми аминокислотными последовательностями соответствующих вирусных белков. Возможно, что фффГ-Г-копец РНК у многих бактериофагов, а также Ц-Ц-Ц-А-конец, встречающийся как у вирусов растений, так и у фагов, не участвуют в кодировании белка, а выполняют какую-то иную функцию. Концы РНК вируса-сателлита вируса некроза табака, видимо, наиболее необычны. Но даже и в этом случае необычайно короткой, вероятно, моноцистронной информационной РНК первый кодон не соответствует первой аминокислоте белка вирусной оболочки (АГУ соответствует серину, а не аланину, ГЦп 5 ). [c.111]

Накопленный к настоящему времени офомный фактический материал по строению и свойствам биополимеров в условиях живой клетки позволяет говорить о еще более высоких уровнях пространственной организации белковых молекул. Так, некоторые белки способны к образованию поли- или мультиферментных комплексов (например, пируватдегидроге-назный комплекс ферментов), протяженных структур (белковые оболочки бактериофагов) и надмолекулярных комплексов, функционирующих как единое целое (например, компоненты дыхательной цепи митохондрий). [c.70]

Рис. 1-8. Микрофотография бактериальной клетки (Es heri hia oli) в нормальном здоровом состоянии (А) и через час после инфицирования бактериофагом Т4 (5). Частицы фага (некоторые из них видны прикрепленными к наружной оболочке клетки) впрыскивают свою ДНК в клетку, затем эта ДНК направляет синтез специфических фаговых белков, одни из которых разрушают ДНК бактерии-хозяина, а другие катализируют репликацию ДНК бактериофага На представленной стадии вновь синтезированная фаговая ДНК, упакованная в белковые оболочки, видна в виде

Смотреть страницы где упоминается термин Бактериофаг и белок оболочки: [c.244] [c.251] [c.24] [c.211] [c.113] [c.220] [c.455] [c.339] [c.341] [c.426] [c.152] [c.140] [c.304] [c.230] [c.140] [c.365] [c.687] [c.274] [c.100] [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология