| Вирус сальмонеллы P22 | |
|---|---|
Классификация вирусов  | |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Царство : | Дуплоднавирия |
| Королевство: | Heunggongvirae |
| Тип: | Уровирикота |
| Класс: | Caudoviricetes |
| Заказ: | Caudovirales |
| Семья: | Podoviridae |
| Род: | Ледербергвирус |
| Разновидность: | Вирус сальмонеллы P22 |
Вирус сальмонеллы P22 - это бактериофаг семейства Podoviridae, который инфицирует Salmonella typhimurium . [1] Как и многие фаги, он использовался в молекулярной биологии для индукции мутаций в культивируемых бактериях и для введения чужеродного генетического материала . [2] P22 использовался в генерализованной трансдукции и является важным инструментом для исследованиягенетики сальмонелл . [1]
Морфология, классификация и родственники [ править ]
P22 имеет много общего по генетической структуре и регуляции с бактериофагом λ . [1] Это умеренный двухцепочечный ДНК-фаг, а также лямбдоидный фаг, поскольку он несет контроль над областями экспрессии генов и ранними оперонами, подобными таковым у бактериофага λ. [3] Однако гены, кодирующие белки, формирующие вирион , отличаются от генов бактериофага λ. [3] P22 имеет икосаэдрическую (T = 7) голову вириона диаметром 60 нм и короткий хвост. [3] Эта морфология вириона помещает P22 в формальную группу Podoviridae . [3] Традиционно P22 ассоциируется с вирусами со сходными геномными паттернами транскрипции и жизненными циклами, включая бактериофаг λ и все другие лямбдоидные фаги. Однако это родство кажется переоцененным. [4] Другие родственники с похожей морфологией с коротким хвостом и гомологией ДНК в белковых генах вириона включают бактериофаги λ и 34. [3] Многие Podoviridae , например фаги T7 и Φ29, имеют небольшое сходство ДНК с P22, хотя их морфология вирионов схожа. [3]
Геномика [ править ]
| Фактор принадлежности хвоста P22 | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | ||||||||
| Символ | P22_Tail-4 | |||||||
| Pfam | PF11650 | |||||||
| ИнтерПро | IPR020362 | |||||||
| ||||||||
P22 имеет линейную двухцепочечную хромосому ДНК в своем вирионе длиной около 44 килобаз с тупыми концами и кольцевой генетической картой. [3] Однако его нуклеотидная последовательность «дикого типа» имеет длину около 42 килобаз. [3] Геном P22 секвенирован и аннотировано шестьдесят пять генов. [1] Результаты секвенирования подтверждают гипотезу о том, что фаг P22 - это вирус , который эволюционировал в результате обширной рекомбинации с другими вирусами. [1]
Исследования P22 были сосредоточены на его отличиях от бактериофага λ, включая механизмы, с помощью которых он циркулирует ДНК при заражении и упаковывает ДНК в вирион. [3] Перед тем, как покинуть клетку-хозяин, хромосомы вириона упаковываются в капсиды из конкатемеров последовательности, которая является результатом репликации ДНК по катящемуся кругу. [3] ДНК, упакованная в P22, имеет прямую дупликацию около 4% на обоих концах, поскольку внутри вириона больше места, чем заполнено на 100% последовательности. [3] Этот процесс называется «упаковкой с головкой», поскольку реплицированная ДНК «набивается» в вирион до тех пор, пока он не заполнится, вместо того, чтобы заполнять каждый вирион одной копией последовательности. [3] Обычно это 48 килобайт, поэтому часть ДНК хозяина переносится вместе с фагом.
После инфицирования хозяина линейная ДНК вириона P22 подвергается циркуляризации в результате гомологичной рекомбинации между прямыми повторами на обоих концах хромосомы. [3] Это может быть сделано с помощью продуктов гена rec- хозяина , а также с помощью генов рекомбинации P22 в отсутствие ферментов-хозяев. [3] Циркуляризованная ДНК, содержащая одну копию нуклеотидной последовательности P22, является субстратом для экспрессии генов и репликации ДНК. [3]
Жизненный цикл [ править ]
Р22 «tailspike» белок закреплен в вирусном пальто и используется для помощи при проникающих через мембраны клеток - хозяев. Хвостовой шип P22 имеет необычную складку бета-спирали . Заражение начинается, когда хвостовой шип gp9 фага P22 связывается с липополисахаридом О-антигена на поверхности хозяина Salmonella typhimurium . [1] Белок хвостового волокна вириона обладает эндорамнозидазной активностью, которая расщепляет цепь О-антигена. [3] При инфицировании P22 может вступать в литический или лизогенный путь роста. [1] В литическом пути репликация вируса происходит сразу после заражения и высвобождает примерно 300–500 фаговых потомков посредством лизиса клеток в течение часа. [1] Однако на лизогенном пути хромосома фага интегрируется в хромосому хозяина и передается дочерним клеткам через клеточное деление. [1] Основным фактором, контролирующим путь роста, является множественность инфекции (moi); высокий moi благоприятствует лизогенному пути, а низкий moi благоприятствует литическому пути. [1]
Путь сборки [ править ]
Вирусный капсид был предметом исследований в сборке вируса P22. Как и другие большие вирусы дцДНК, P22 сначала создает структуру «прокапсида» белка, а затем упаковывает ее с хромосомой ДНК. [3] Прокапсид P22 собирается с помощью хорошо изученного белка. [3] Около 250 молекул каркасного белка присутствуют в прокапсиде во время сборки, но во время упаковки ДНК каркасный белок высвобождается. [3] Освободившийся каркасный белок не повреждается и может повторно собираться с вновь синтезированным белком оболочки, чтобы произвести больше прокапсидов. [3]
При лабораторных инфекциях молекулы каркасного белка участвуют в среднем в 5 раундах сборки прокапсида. [3] Поскольку каркасный белок P22 опосредует сборку других белков, не становясь частью готовой структуры, он действует каталитически. [3] Белок-каркас действия в сборке прокапсида является обычным для других крупных икосаэдрических вирусов, включая вирусы герпеса эукариот, но в некоторых случаях каркас протеолитически удаляется, а не используется повторно. [3] Кроме того, каркасный белок P22 может подавлять синтез дополнительного каркасного белка, если он не собран в прокапсиды. [3]
Для стабилизации конденсированной ДНК внутри капсидов фага P22 требуются продукты трех соседних генов : Gp4, Gp10 и Gp26. [5] Эти белки действуют, закрывая отверстие, через которое входит ДНК. [6] Эти три белка, по- видимому, полимеризуются на недавно заполненных капсидах, образуя шейку зрелого фага, через которую ДНК будет вводиться в клетку . Gp4 (дополнительный фактор хвоста P22) является первым дополнительным фактором хвоста, который добавляется к недавно заполненным ДНК капсидам во время морфогенеза P22. В растворе белок действует как мономер.и имеет низкую структурную устойчивость. Взаимодействие gp4 с портальным белком включает связывание двух неэквивалентных наборов из шести белков gp4. Gp4 действует как структурный адаптер для gp10 и gp26, других дополнительных факторов хвоста. [7]
Применение к генетическим исследованиям сальмонелл [ править ]
Трансдукция широко используется в бактериальной генетике и полезна для конструирования штаммов. [8] В общем, трансдукция внутри каждого вида бактерий требует использования определенного фага; например, P22 был использован для трансдукции S. enterica sv. Тифимуриум. [8] Существенным фактором в развитии генетики S. enterica была простота использования P22 для трансдукционных скрещиваний. [8] В частности, P22 стабилен при хранении, легко получить исходные материалы с высоким титром, и были выделены мутанты с дефицитом высокочастотной трансдукции (HT) и интеграции. [8]
См. Также [ править ]
- Sar РНК
Ссылки [ править ]
- ^ Б с д е е г ч я J Peter E. Prevelige Jr. (2006). Ричард Календер (ред.). Бактериофаги (2-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. С. 457–468. ISBN 978-0-19-514850-3.
- ^ Снайдер L, Champness W (2007). Молекулярная генетика бактерий (3-е изд.). ASM Press. ISBN 978-1-55581-399-4.
- ^ Б с д е е г ч я J к л м п о р а Q R сек т у V ш х Casjens, Шервуда. «Информация о бактериофаге Р22» . ASM Division M: Бактериофаг P22 . Американское общество микробиологии. Архивировано из оригинального 26 декабря 2010 года . Проверено 15 апреля 2012 года .
- Перейти ↑ Ackermann, HW (2015). «Проблема лямбда - P22» . Бактериофаг . 5 (1): e1017084. DOI : 10.1080 / 21597081.2015.1017084 . PMC 4422791 . PMID 26442187 .
- Перейти ↑ Strauss H, King J (февраль 1984). «Этапы стабилизации вновь упакованной ДНК во время морфогенеза фага P22». J. Mol. Биол . 172 (4): 523–43. DOI : 10.1016 / S0022-2836 (84) 80021-2 . PMID 6363718 .
- ^ Эпплер К, Викофф Е, козлов Дж, Парр R, S Casjens (август 1991). «Нуклеотидная последовательность генов бактериофага P22, необходимая для упаковки ДНК». Вирусология . 183 (2): 519–38. DOI : 10.1016 / 0042-6822 (91) 90981-G . PMID 1853558 .
- ^ Olia А.С., Аль-Бассам Дж, Winn-Стэпли Д.А., Джосс л, Casjens SR, Cingolani G (2006). «Связывание-индуцированная стабилизация и сборка дополнительного фактора gp4 хвоста фага P22». J Mol Biol . 363 (2): 558–76. DOI : 10.1016 / j.jmb.2006.08.014 . PMID 16970964 .
- ^ a b c d Нил, BL; ПК Браун; PR Ривз (ноябрь 1993 г.). «Использование Salmonella Phage P22 для трансдукции в Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 175 (21): 7115–7118. DOI : 10.1128 / jb.175.21.7115-7118.1993 . PMC 206843 . PMID 8226656 .
Внешние ссылки [ править ]
- Фаг P22
