Профаг

Регуляция транскрипции генома фага X существенно богаче. Этот вирус принадлежит к числу умеренных он либо вызывает типичную продуктивную инфекцию, либо встраивает свой геном в клеточную хромосому (переходит в состояние профага), сохраняя при этом способность при некоторых условиях высвободиться из плена . Система регуляции транскрипции фага к обеспечивает, во-первых, разную степень экспрессии разных генов, во-вторых, избирательное усиление илн ослабление работы генов по ходу фаговой репродукции и, в-третьих, перестройку транскрипционного аппарата, необходимую для перехода в состояние профага или, наоборот, для выхода из этого состояния. [c.291]

А — J осуществляется с промоторе так как эти гены в составе профага непосредственна примыкают к гену R (см. рис. 149) б—промоторы, активируемые белком СП d— промоторы, активируемые белком l [c.292]

Профаг Р1 является обладателем еще одной системы сайт-специфической рекомбинации в составе фаговой ДНК имеется участок (С-сегмент), который в одних молекулах ДНК имеет одну ориентацию, а в других — другую. За инверсию отвечает продукт фагового гена ein, работающий аналогично продукту гена сге, с той лишь разницей, что узнает предназначенные для него сайты, фланкирующие С-сегмент, в инвертированной взаимной ориентации. Био-тоги-ческий смысл инверсии сегмента ДНК рассмотрим на примере другого умеренного фага Ми, у которого тоже есть инвертируемый сегмент. [c.106]

Считают, что в клетке есть всего лишь несколько молекул репрессора фага Я. В обычном состоянии этого достаточно для того, чтобы поддерживать состояние профага. Вместе с тем ультрафиолетовое облучение бактерии (действующее, по-видимому, опосредовано, через подавление синтеза ДНК) приводит к инактивации репрессора и транскрипции других оперонов фага X. [c.261]

А — J осуществляется с промотора Рр,> так как эти гены в составе профага непосредственно примыкают к гену R (см. рис. 149) б —промоторы, активируемые белком СП в— промоторы, активируемые белком С1 [c.292]

Степень индукции SOS-системы в определенном смысле отражают благополучие клетки и ее шансы на выживание. Поэтому некоторые относительно автономные внутриклеточные генетические элементы, например умеренные бактериофаги, используют индукцию SOS-системы в качестве сигнала для размножения и уничтожения клетки-хозяина безвредный до того участок хромосомы (профаг, см. гл. ХП1), почувствовав слабость хозяина, начинает размножаться и уничтожает его, чтобы спастись самому. Для фага лямбда показано, что чувствительность к состоянию индукции SOS-системы объясняется тем, что репрессор фага устроен аналогично белку LexA и самораскусывается , связавшись с активированным КесА-белком. [c.81]

Профаг PI не единственный обладатель системы сайт-специфической рекомбинации, необходимой для стабильного наследования. Такие же системы есть у многих других плазмид. В связи с этим необходимо отметить, что к кольцевым репликонам относится также бактериальная хромосома, при упорядоченной сегрегации которой также могут возникать сложности, аналогичные описанным выше для фага Р1 (см. рис. 70). На этом основании можно предположить возможность наличия сайт-специфической системы реко.мбинации, мономеризующей бактериальную хромосому перед делением клеток. [c.106]

Необычной особенностью репликации ДНК фага Ми является то, что, во-первых, все вновь синтезированные копии фагового генома оказываются в состоянии профага (т. е. включены в клеточную хромосому) и, во-вторых, фагоспецифическая последовательность нуклеотидов, которая послужила матрицей для образования дочерних геномов, остается в клеточной хромосоме на том же месте, где она находилась до репликации. Другими словами, репликация идет без выщепления резидентного профага и, по существу, представляет собой репликативную транспозицию. Вероятная схема этого процесса представлена на рис. 152. Фагоспецифические белки обеспечивают сближение концов профага, интегрированного в клеточную хромосому (аналогично тому, как они это делают с проникшей в клетку молекулой ДНК фага). Участок хромосомы, в котором сближены концы прсфага, контактирует с другим участком этой же хромосомы или с какой-либо другой находящейся в клетке молекулой ДНК. В этом свежем участке появляется ступенчатый разрыв (два однонитевых разрыва на расстоянии 5 п. н.) возникают однонитевые разрывы и по обеим границам резидентного профага. Выступающие 5 -концы клеточной ДНК соединяются с З -концами вирус-специфических последовательностей, а З -концы клеточной ДНК выполняют роль затравки. Таким образом, инициация раунда репликации представляет собой в этом случае вариант рекомбинационной инициации- В результате Полуконсервативной репликации и последующих процессов репарации в клеточной хромосоме оказывается две копии профага в каждой из них одна чз цепей пронсходнт из резидентного профага, а вторая синтезирована заново. При повторении этого процесса Количество профагов в клеточной хромосоме может достигать сотни. [c.287]

Ммекулярный механизм транспозиции может быть различным у разных мобильных элементов, поэто.му лучше всего рассмотреть его на конкретных примерах. Достаточно изучен в этом отношении бактериофаг Ми, являющийся, по сути дела, необычным транспозо-ном. Этот умеренный бактериофаг встраивается в произвольный, участок хро.чосомы бактерии-хозяина. Если происходит индукция профага и начинается его вегетативное развитие, то он размножается, не вырезаясь из хромосомы, за счет повторных актов репликативной транспозиции. Вырезание фаговой ДНК из бактериальной происходит лишь при упаковке в фаговые частицы, когда репликация уже прошла. При репликации фага Л и транспозиция происходит с очень высокой частотой, поэтому именно эта система изучена лучше других. [c.115]

Выщепление профага из клеточной хромосомы — это также результат сайт-специфнческой рекомбинации, но на этот раз между участка.ми ВОР и РОВ, которые на.ходятся на концах интегрированной вирусной ДНК (рнс. 149). Особенность реакции выщеп-ления — потребность в дополнительном белке, продукте фагового гена xts. Такая потребность возникает вследствие того, что фаговая интеграза сама по себе слабо взаимолейсгвует с участком РОВ. [c.284]

Р еном фага Ми — линейная двухнитевая молекула ДНК, содержащая свыше 30 т. п. н.— имеет важную особенность как левый (Ц, так и правый (Н) концы молекулы содержат клеточные, а не Вирус-специфические нуклеотидные последовательности. В определенном смысле можно сказать, что геном фага Ми всегда находится в форме профага, поскольку он заключен между последовательностями клеточных ДНК. У индивидуальных молекул вирусной ДНК Ь-концы разные и Н-концы разные, даже если популяция геномов образовалась в одной клетке. На границе Ь- и Н-концов С вирус-спецнфической ДНК обнаруживается прямой повтор клеточной ДНК длиной в 5 п. н. в разных молекулах вирусном ДНК [c.285]

Последующие события в схематическом виде представляются следующим образом (рис. 151 . Участок фаговой ДНК со сближенными концами контактирует с каким-либо участком клеточной хромосомы, причем это может быть любой (или почти любой) участок клеточной ДНК. Далее под действием вирус-специфических белков происходит рекомбинация. В обе цепи клеточной ДНК на расстоянии пяти нуклеотидов вносятся однонитевые разрывы кроме того, однонитевые разрывы вносятся в вирусную ДНК — по границе между Ь- и К-концами и вирус-специфическими последовательностями. При этом выступающие 5 -концы клеточной ДНК ковалентно соединяются с З -концами вирус-специфической ДНК. Старые Ь- и К-концы фаговой ДНК удаляются, и после репарации брешей фаговый геном оказывается встроенным в клеточную хромосому и окруженны.м вновь появившимся повтором клеточной ДНК длиной 5 п. н. Возможны две разные ориентации профага относительно клеточных генов расположение генов в профаге н в ДНК вирусной частицы одинаково. [c.287]

Накопление интегразы способствует переходу фаговой ДНК в состояние профага, а появление репрессора I подавляет активность почти всех фаговых генов. Последний эффект — результат присоединения репрессора I к левой и правой операторным зонам (О,, и Or). Каждая из этих зон включает по три близких по структуре несовершенных инвертированных повтора, разделенных короткими спейсерами (рис. 155). Лучше всего и прежде всего репрессор взаимодействует с самым правым участком (0, i) правой зоны и самым левым участком (Oli) левой зоны. Поскольку эти участки перекрываются с промоторами и Pl, присоединение репрессора инактивирует промоторы, [c.294]

Репрессированное состояние профага может поддерживаться неопредыенно долго при размножении лизогенных клеток. Однако при некоторых условиях (например, при активации клеточной SOS-системы см. с. 79) репрессор разрушается (или инактивируется) и тогда происходит индукция профага. В результате инактивации репрессора I возобновляется транскрипция с промоторов Р и Рь и синтезируются мРНК для белков Сго и N. Белок N оказывает уже известное на.м антитерминирующее действие, а белок Сго обеспечивает переключение транскрипции на новые рельсы — на путь продуктивной инфекции. Белок Сго, подобно белку С1,—репрессор, взаимодействующий с правой (Or) и левой (0J операторными Зонами ДНК фага X, Но сродство белка Сго к разным операторным участкам иное, чем у белка I. В частности, в правой операторной зоне белок Сго имеет наибольшее сродство к участку Gr (рис. 155). [c.295]

Когда ДНК бактериофага проникает в бактериальную клетку, она обычно практически мгновенно начинает контролировать работу метаболического аппарата клетки и направляет его полностью на образование новых вирусных частиц. В результате приблизительно через 20 мин образуется 100—200 новых вирусных частиц, что приводит к лизису клетки и ее гибели. Принципиально отлично от этого ведут себя умеренные фаги. Проникнув в клетку, ДНК умеренного фага может репрессироваться и интегрироваться с бактериальным геномом точно так же, как фактор Р (рис. 15-2). При этом он переходит в состояние профага и вступает в гак называемую лизогенную фазу развития репрессированная ДНК фага реплицируется как часть генома бактерии, не причиняя эреда летке до тех пор, пока какой-нибудь фактор не снимет репрессию и не активирует интегрированный генетический материал. После этого происходят репликация фага и л нэис бактерии. Умеренные [c.258]

Ответ на вопрос о том, почему гены фага X могут в течение определенного времени не проявлять себя, был дан после того, как был обнаружен реирессорный белок [159, 161. Один короткий оперон про-фага % постоянно транскрибируется РНК-нолимеразой Е. соИ. Этот оперон содержит refibi l и rex. Как показано на рис. 15-22, считывание этих генов начинается с 1-иепей ДНК профага. Белок, кодируемый геном с1, играет роль репрессора. Репрессор представляет собой олигомер (чаще всего димер), мол. вес одной субъединицы в котором составляет 27 ООО. Этот белок связывается с двумя операторными участками ДНК профага. Один оператор (о ,) расположен слева, а дру- [c.259]

Один из методов, использованных для выяснения направления репликации у . oli, состоял в следующем. В хромосому бактерии в сайте att (рис. 15-1) встраивали профаг X, а во многие другие сайты, локализованные вдоль хромосомы, встраивали ДНК фага Ми-1 [189]. Особенно удобно использовать в этом случае фаг Ми-1, поскольку его включение может происходить во многих сайтах, локализованных в пределах хорошо картированных генов. Включение в пределах какого-то гена инактивирует этот ген (мутация добавки), что позволяет точно определить место локализации профага Ми-1. Удалось получить целую серию штаммов бактерий, содержащих как профаги X, так и фаг Ми-1, причем последний был локализован в различных участках хромосомы. Эти бактерии были, кроме того, ауксотрофны по определенным аминокислотам. Благодаря этому репликацию можно было останавливать. [c.272]

Рассмотрим теперь вкратце не совсем понятные химические явления, лежащие в основе таких явлений, как генетическая рекомбинация, интеграция вирусной ДНК с геномом клетки-хозяина и исключение профага из хромосомы клетки-хозяина. О сложности процесса рекомбинации свидетельствует тот факт, что у мутантов, дефектных по способности к рекомбинации, мутации локализуются не в одном, а в нескольких участках (генах) хромосомы Е. oli-, соответствующие гены обозначаются через гесА, В, С, F, G и Н. Бактерии с мутациями в некоторых из этих генов необычайно чувствительны к ультрафиолетовому облучению, что свидетельствует об их неспособности репарировать (восстанавливать) повреждения ДНК, вызванные действием ультрафиолета (гл. 13, разд. Г, 2). Из этого следует, что некоторые из ферментов, обеспечивающих процесс рекомбинации, нужны клетке также и для восстановления повреждений, вызванных действием ультрафиолетового излучения. Однако специфические функции большинства продуктов этих генов все еще до конца не выяснены. Считают, что у Е. oli имеются две полноценные системы общей рекомбинации. В геноме фага Я, имеются гены, кодирующие другую рекомбинационную систему, функционирующую независимо от продуктов генов фага Я, inf и xis (рис. 15-15), необходимых для интеграции и исключения генетического материала вируса и обеспечивающих процессы сайт-специфической (для определенных участков геномов) рекомбинации между генами клетки-хозяина и вируса. [c.281]

По аналогии с исключением профага X (гл. 15, разд. Г, 8) из хромосомы Е. oli такая потеря генов должна происходить в специфических сайтах (участках) ДНК. Постоянная потеря генетического материала может, по-видимому, происходить при дифференцировке плюрипотентных стволовых клеток, образующих клетки крови. Из указанных плюрипотентных клеток сначала формируются три другие линии стволовых клеток, а именно, миелоидные, эритрондные и лимфоидные, которые подвергаются дальнейшей дифференцировке, как показано на схеме. [c.364]

Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот (1990) -- [ c.81 , c.106 , c.107 , c.115 , c.284 , c.285 , c.291 , c.294 , c.295 ]

Биохимия Том 3 (1980) -- [ c.258 ]

Молекулярная биология (1990) -- [ c.81 , c.106 , c.107 , c.115 , c.284 , c.285 , c.291 , c.294 , c.295 ]

Молекулярная биофизика (1975) -- [ c.488 ]

Молекулярная биотехнология принципы и применение (2002) -- [ c.72 ]

Генетические исследования (1963) -- [ c.253 , c.254 , c.257 , c.258 , c.269 , c.364 , c.462 ]

Молекулярная генетика (1974) -- [ c.335 ]

Гены (1987) -- [ c.206 ]

Современная генетика Т.3 (1988) -- [ c.153 , c.208 ]

Генетика с основами селекции (1989) -- [ c.209 ]

Искусственные генетические системы Т.1 (2004) -- [ c.101 ]

Переключение генов (1988) -- [ c.20 , c.22 , c.26 , c.61 , c.66 ]

Гены и геномы Т 2 (1998) -- [ c.181 ]

Генетическая инженерия (2004) -- [ c.97 , c.260 ]

Микробиология (2003) -- [ c.62 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология