Интеграция генома фага лямбда

Рис. 4.14. Интеграция (включение) фага лямбда в хромосому Es heri hia oli и его освобождение из хромосомы (исключение). В фаговой частице ДНК представлена линейной двойной спиралью с неспаренными комплементарными концами. В растворе или в бактериальной клетке липкие комплементарные концы связываются друг с другом, и разрыв в каждой цепи закрывается с помощью лигазы. После этого замкнутое двухцепочечное кольцо подходит к хромосоме (между генами gal и Ыо), обе двойные спирали разрываются и образовавшиеся свободные концы воссоединяются крест-накрест. В результате фаговая ДНК оказывается включенной (встроенной, или интегрированной) в хромосому хозяина. Фаг превратился теперь в профаг, и клетка стала лизогенной (в данном случае по фагу лямбда), В результате обратного процесса может произойти выключение ДНК фага и переход ее в автономное состояние.

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.)

Обратимся теперь к роли репрессоров и активаторов транскрипции в регуляции жизненного цикла бактериофага лямбда (X). Зрелая вирусная частица состоит из линейной двухспиральпой молекулы ДНК (48 кЬ), упакованной в белковую оболочку. Существует два пути развития вируса он может разрушить клетку-хозяина или он может стать ее комнонентом (отсюда и название- умеренный). При литическом пути развития происходит полное выражение (экспрессия) фаговых генов, что приводит к лизису бактерии и образованию примерно 100 вирусных частиц потомства. В другом случае развитие фага X может пойти по пути лизогенизаиди клетки, когда его ДНК становится ковалентно связанной с ДНК клетки-хозяина в строго определенном месте (сайт-специфи-ческая интеграция). Этот процесс рекомбинации, в котором участвует кольцевая молекула ДНК фага мы обсудим ниже (разд. 30.16). Когда ДНК фага интегрирует с ДНК клетки-хозяина, большинство фаговых функций выключается. Фаговая ДНК в таком состоянии называется профагом, а клетка-хозяин, содержащая профаг-лг/зо-генной бактерией. Нрофаг реплицируется [c.120]

Связь между интеграцией и репликацией обнаружена при изучении мутантов фага Ми, неспособных к интеграции. Оказалось, что и репликация у этих мутантов нарушена. Мутации, определяющие- такую дефектность фага, локализуются в одном из двух генов, А или В, необходимых для репликации фага. Таким образом, интеграция, по-видимому, зависит от функции репликации, а не от специальных рекомбинационных ферментов (как у фага лямбда). [c.469]

Некоторые бактерии несут вирусы (умеренные бактериофаги), которые либо встроены в хромосому клетки-хозяина и реплицируются вместе с ней, либо существуют в клетке автономно и реплицируются самостоятельно, что в конечном итоге приводит к лизису и гибели бактерий. Один из таких умеренных бактериофагов — бактериофаг лямбда (X). При инфицировании чувствительных бактерий . соИ он инъецирует в бактериальную клетку свой геном, состоящий из линейной двухцепочечной ДНК размером 45000 пар оснований (рис. 41.5). В зависимости от физиологического статуса микроорганизма дальнейшее развитие фага может протекать либо по лизогенному пути, который заключается в интеграции фаговой ДНК с хозяйским геномом и сохранении [c.113]

Задержанно ранние гены включают в себя два гена репликации (необходимых для литической инфекции) и семь генов рекомбинации (некоторые из них отвечают за рекомбинацию при литической инфекции два гена необходимы для интеграции ДНК фага лямбда с бактериальной хромосомой при лизогенизации). Функции двух ге-нов-регуляторов, ll/ lll, необходимы для инициации синтеза лизогенного репрессора. Регуляторный ген Q кодирует фактор антитерминации, благодаря которому бактериальная РНК-полимераза получает возможность приступить к транскрипции поздних генов. Таким образом, задержанно ранние гены служат для двух целей одни из них необходимы для установления фагом лизогенного со- [c.208]

Мы не будем сейчас детально рассматривать другие функции, необходимые для установления лизогенного состояния, и лишь заметим, что инфицирующая ДНК фага лямбда должна быть интегрирована с бактериальным геномом (гл. 35). Для интеграции необходимо образование продукта гена int, который экспрессируется со своего собственного промотора Р. Для инициирования транскрипции необходимы продукты генов lI/ IlL Последовательность промотора Pi проявляет гомологию с последовательностью Ре- Функции, необходимые для установления лизогенного контролирующего цикла, подчиняются тому же контролю, что и функция, физически необходимая для манипулирования ДНК. Таким образом, завершение процесса лизогенизации находится под контролем, обеспечивающим осуществление всех необходимых событий в согласованной последовательности. [c.218]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология