Вирус сальмонеллы P22
| Вирус сальмонеллы P22 | |
|---|---|
Классификация вирусов 
| |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область : | Дуплоднавирия |
| Королевство: | Хынггунвирэ |
| Тип: | Уровироката |
| Сорт: | Каудовирицеты |
| Заказ: | Каудовирусы |
| Семья: | Подовирусиды |
| Род: | вирус Ледерберга |
| Разновидность: | Вирус сальмонеллы P22
|
Вирус сальмонеллы P22 — бактериофаг семейства Podoviridae , инфицирующий Salmonella typhimurium . [ 1 ] Как и многие фаги, он использовался в молекулярной биологии для индукции мутаций в культивируемых бактериях и введения чужеродного генетического материала . [ 2 ] P22 использовался в генерализованной трансдукции и является важным инструментом для исследования генетики сальмонелл . [ 1 ]
Морфология, классификация и родственники
[ редактировать ]
P22 имеет много общего в генетической структуре и регуляции с бактериофагом λ . [ 1 ] Это умеренный фаг с двухцепочечной ДНК, а также лямбдоидный фаг, поскольку он осуществляет контроль над областями экспрессии генов и ранними оперонами, аналогичный таковым у бактериофага λ. [ 3 ] Однако гены, кодирующие белки , составляющие вирион, отличаются от генов бактериофага λ. [ 3 ] P22 имеет икосаэдрическую (T=7) головку вириона диаметром 60 нм и короткий хвост. [ 3 ] Такая морфология вириона помещает P22 в формальную группу Podoviridae . [ 3 ] Традиционно P22 ассоциируется с вирусами со схожими паттернами геномной транскрипции и жизненными циклами, включая бактериофаг λ и все другие лямбдоидные фаги. Однако эта связь, по-видимому, преувеличена. [ 4 ] К другим родственникам со схожей короткохвостой морфологией и гомологией ДНК в белковых генах вириона относятся бактериофаги λ и Е34. [ 3 ] Многие Podoviridae , например фаги T7 и Φ29, имеют мало сходства ДНК с P22, хотя морфология их вирионов схожа. [ 3 ]
Геномика
[ редактировать ]| P22 коэффициент аксессуаров для хвоста | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | P22_Хвост-4 | ||
| Пфам | ПФ11650 | ||
| ИнтерПро | ИПР020362 | ||
| |||
P22 имеет линейную двухцепочечную ДНК- хромосому внутри вириона длиной около 44 тысяч оснований с тупыми концами и кольцевой генетической картой. [ 3 ] Однако его нуклеотидная последовательность «дикого типа» имеет длину около 42 тысяч оснований. [ 3 ] Геном P22 секвенирован и аннотированы шестьдесят пять генов. [ 1 ] Результаты секвенирования подтверждают гипотезу о том, что фаг P22 — это вирус , который развился 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 инфекции и упаковывает ДНК в вирион. [ 3 ] Прежде чем покинуть клетку-хозяина, хромосомы вириона упаковываются в капсиды из конкатемеров последовательности, возникающей в результате репликации ДНК по катящемуся кругу. [ 3 ] Упакованная P22 ДНК несет прямую дупликацию примерно 4% на обоих концах, поскольку внутри вириона больше места, чем заполнено на 100% последовательности. [ 3 ] Этот процесс называется «головной упаковкой», поскольку реплицированная ДНК «вставляется» в вирион до тех пор, пока он не заполнится, а не заполняет каждый вирион одной копией последовательности. [ 3 ] Обычно это 48 КБ, поэтому часть ДНК хозяина переносится вместе с фагом.
После заражения хозяина линейная ДНК вириона P22 циркулирует в результате гомологичной рекомбинации между прямыми повторами на обоих концах хромосомы. [ 3 ] Это может быть сделано с помощью продуктов гена Rec гена хозяина , а также с помощью генов функции рекомбинации P22 в отсутствие ферментов хозяина. [ 3 ] Циклическая ДНК, содержащая одну копию нуклеотидной последовательности P22, является субстратом для экспрессии генов и репликации ДНК. [ 3 ]
Жизненный цикл
[ редактировать ]Белок хвостового шипа P22 закрепляется в оболочке вируса и используется для проникновения через мембраны клеток-хозяев. Хвостовой шип P22 имеет необычную форму 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 инфекции P22 может вступить либо в литический , либо в лизогенный путь роста. [ 1 ] При литическом пути репликация вируса начинается сразу после заражения и в течение часа высвобождает примерно 300–500 фаговых потомков посредством лизиса клеток. [ 1 ] Однако при лизогенном пути фаговая хромосома интегрируется в хромосому хозяина и передается дочерним клеткам посредством клеточного деления. [ 1 ] Основным фактором, контролирующим путь роста, является множественность инфекции (moi); высокий Moi благоприятствует лизогенному пути, а низкий Moi благоприятствует литическому пути. [ 1 ]
Путь сборки
[ редактировать ]Вирусный капсид был предметом исследований сборки вируса P22. Как и другие крупные вирусы с дцДНК, P22 сначала строит белковую «прокапсидную» структуру, а затем упаковывает ее в ДНК-хромосому. [ 3 ] Прокапсид P22 собирается хорошо изученным белком. [ 3 ] Около 250 молекул каркасного белка присутствуют в прокапсиде во время сборки, но во время упаковки ДНК каркасный белок высвобождается. [ 3 ] Высвобожденный каркасный белок не повреждается и может повторно собираться с вновь синтезированным белком оболочки, образуя 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 при сборке прокапсида распространен у других крупных икосаэдрических вирусов, включая вирусы герпеса эукариот, но в некоторых случаях каркас удаляется протеолитическим путем, а не используется повторно. [ 3 ] Кроме того, каркасный белок P22 может подавлять синтез дополнительного каркасного белка, если он не собран в прокапсиды. [ 3 ]
Продукты трех соседних генов необходимы для стабилизации конденсированной ДНК внутри фага P22: Gp4, Gp10 и Gp26. капсидов [ 5 ] Эти белки действуют, закупоривая отверстие, через которое проникает ДНК. [ 6 ] Эти три белка, по-видимому, полимеризуются на вновь заполненных капсидах, образуя шейку зрелого фага, через которую ДНК будет инъецироваться в клетку . Gp4 (вспомогательный фактор хвоста P22) является первым дополнительным фактором хвоста, который добавляется к новым ДНК-наполненным капсидам во время P22-морфогенеза. В растворе белок действует как мономер и имеет низкую структурную стабильность. Взаимодействие gp4 с портальным белком включает связывание двух неэквивалентных наборов из шести белков gp4. Gp4 действует как структурный адаптер для gp10 и gp26, других вспомогательных факторов хвоста. [ 7 ]
Применение к сальмонеллы генетическим исследованиям
[ редактировать ]Трансдукция широко используется в генетике бактерий и полезна при конструировании штаммов. [ 8 ] В общем, трансдукция внутри каждого вида бактерий требует использования определенного фага; например, P22 использовался для трансдукции у S. enterica sv. Тифимурий. [ 8 ] Существенным фактором в развитии генетики S. enterica стала простота использования P22 для трансдукционных скрещиваний. [ 8 ] В частности, P22 стабилен при хранении, легко получить исходные образцы с высокими титрами и были выделены мутанты с дефицитом высокочастотной трансдукции (HT) и интеграции. [ 8 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Питер Э. Превелидж младший (2006). Ричард Календер (ред.). Бактериофаги (2-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. стр. 457–468. ISBN 978-0-19-514850-3 .
- ^ Снайдер Л., Чемпнесс В. (2007). Молекулярная генетика бактерий (3-е изд.). АСМ Пресс. ISBN 978-1-55581-399-4 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к л м н тот п д р с т в v В х Касьенс, Шервуд. «Сведения о бактериофаге Р22» . Подразделение ASM M: Бактериофаг P22 . Американское общество микробиологии. Архивировано из оригинала 26 декабря 2010 года . Проверено 15 апреля 2012 г.
- ^ Акерманн, HW (2015). «Проблема лямбда-P22» . Бактериофаг . 5 (1): e1017084. дои : 10.1080/21597081.2015.1017084 . ПМЦ 4422791 . ПМИД 26442187 .
- ^ Штраус Х., Кинг Дж. (февраль 1984 г.). «Шаги по стабилизации вновь упакованной ДНК во время морфогенеза фага P22». Дж. Мол. Биол . 172 (4): 523–43. дои : 10.1016/S0022-2836(84)80021-2 . ПМИД 6363718 .
- ^ Эпплер К., Вайкофф Э., Гоутс Дж., Парр Р., Касьенс С. (август 1991 г.). «Нуклеотидная последовательность генов бактериофага P22, необходимая для упаковки ДНК». Вирусология . 183 (2): 519–38. дои : 10.1016/0042-6822(91)90981-G . ПМИД 1853558 .
- ^ Олия А.С., Аль-Бассам Дж., Уинн-Стэпли Д.А., Джосс Л., Касьенс С.Р., Чинголани Г. (2006). «Индуцированная связыванием стабилизация и сборка дополнительного фактора gp4 хвоста фага P22». Дж Мол Биол . 363 (2): 558–76. дои : 10.1016/j.jmb.2006.08.014 . ПМИД 16970964 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Нил, БЛ; ПК Браун; PR Ривз (ноябрь 1993 г.). «Использование фага P22 сальмонеллы для трансдукции в Escherichia coli» . Журнал бактериологии . 175 (21): 7115–7118. дои : 10.1128/jb.175.21.7115-7118.1993 . ПМК 206843 . ПМИД 8226656 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]