Вирус сальмонеллы P22 - Salmonella virus P22 - Wikipedia
| Вирус сальмонеллы P22 | |
|---|---|
Классификация вирусов  | |
| (без рейтинга): | Вирус |
| Область: | Дуплоднавирия |
| Королевство: | Heunggongvirae |
| Тип: | Уровирикота |
| Учебный класс: | Caudoviricetes |
| Заказ: | Caudovirales |
| Семья: | Podoviridae |
| Род: | Ледербергвирус |
| Разновидность: | Вирус сальмонеллы P22 |
| Фактор принадлежности хвоста P22 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||
| Символ | P22_Tail-4 | ||||||||
| Pfam | PF11650 | ||||||||
| ИнтерПро | IPR020362 | ||||||||
| |||||||||
Вирус сальмонеллы P22 это бактериофаг в Podoviridae семья, которая заражает Сальмонелла тифимуриум.[1] Как и многие фаги, он использовался в молекулярная биология побудить мутации в культивируемых бактериях и для введения генетический материал.[2] P22 использовался в обобщенная трансдукция и является важным инструментом для исследования Сальмонелла генетика.[1]
Морфология, классификация и родственники
P22 имеет много общего в генетической структуре и регуляции с бактериофаг λ.[1] Это умеренный двухцепочечный ДНК-фаг, а также лямбдоидный фаг, поскольку он несет контроль над областями экспрессии генов и опероны аналогичен таковым бактериофага λ.[3] Однако гены, кодирующие белки, формирующие вирион отличаются от таковых бактериофага λ.[3] P22 имеет икосаэдрическую (T = 7) голову вириона диаметром 60 нм и короткий хвост.[3] Эта морфология вириона помещает P22 в формальный Podoviridae группа.[3] Традиционно P22 ассоциирован 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 со сходной морфологией с коротким хвостом и гомологией ДНК в белковых генах вириона включают бактериофаги λ и 34.[3] Много Podoviridae, например, фаги T7 и Φ29, имеют небольшое сходство ДНК с P22, хотя их морфология вирионов схожа.[3]
Геномика
P22 имеет линейный, двухцепочечный ДНК хромосома в его вирионе около 44 килобазы длинные с тупыми концами и круглой 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 является 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 в инфекционное заболевание и упаковывает ДНК в вирион.[3] Перед тем, как покинуть клетку-хозяина, хромосомы вириона упаковываются в капсиды от конкатемеров последовательности, которая является результатом репликации ДНК по катящемуся кругу.[3] Упакованная ДНК P22 несет 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, а не заполняет каждый вирион одной копией последовательности.[3] Обычно это 48Кб, 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 сделать хост rec генные продукты, но также и гены функции рекомбинации P22 в отсутствие ферментов хозяина.[3] Циркуляризованная ДНК, содержащая одну копию нуклеотидной последовательности P22, является субстратом для экспрессии генов и репликации ДНК.[3]
Жизненный цикл
P22 "хвостовая шайба" белок закрепляется в вирусной оболочке и используется для проникновения через мембраны клеток-хозяев. Хвостовой шип P22 имеет необычный бета-спираль складывать. Инфекция начинается, когда хвостовой шип gp9 фага P22 связывается с липополисахаридом О-антигена на поверхности Сальмонелла тифимуриум хозяин.[1] Белок хвостового волокна вириона обладает эндорамнозидазной активностью, которая расщепляет цепь О-антигена.[3] При заражении P22 может проникать либо в литический или же 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
Вирусный капсид был предметом исследований в сборке вируса P22. Как и другие большие дцДНК вирусы, P22 сначала создает структуру «прокапсида» белка, а затем упаковывает ее с хромосомой ДНК.[3] Прокапсид P22 собирается с помощью хорошо изученного белка.[3] Во время сборки в прокапсиде присутствует около 250 молекул каркасного белка, 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 вместо повторного использования.[3] Кроме того, каркасный белок P22 может подавлять синтез дополнительного каркасного белка, если он не собран в прокапсиды.[3]
Продукция трех смежных гены необходимы для стабилизации конденсированной ДНК внутри P22 фаг капсиды: Gp4, Gp10 и Gp26.[5] Эти белки действуют, закрывая отверстие, через которое входит ДНК.[6] Эти три белки По-видимому, полимеризуется на вновь заполненных капсидах, образуя шейку зрелого фага, через которую ДНК будет вводиться в клетка. Gp4 (дополнительный фактор хвоста P22) является первым дополнительным фактором хвоста, который добавляется к новым ДНК-заполненным 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]
Приложение к Сальмонелла генетические исследования
Трансдукция широко используется в бактериальной генетике и полезен при конструировании 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]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c d е ж грамм час я j Питер Э. Превелидж младший (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 Л., Чампнесс В. (2007). Молекулярная генетика бактерий (3-е изд.). ASM Press. ISBN 978-1-55581-399-4.
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс Casjens, Шервуд. «Информация о бактериофаге Р22». ASM Division M: Бактериофаг P22. Американское общество микробиологии. Архивировано из оригинал 26 декабря 2010 г.. Получено 15 апреля 2012.
- ^ Акерманн, Х. В. (2015). «Лямбда - проблема P22». Бактериофаг. 5 (1): e1017084. Дои:10.1080/21597081.2015.1017084. ЧВК 4422791. PMID 26442187.
- ^ Штраус H, король J (февраль 1984 г.). «Шаги в стабилизации вновь упакованной ДНК во время морфогенеза фага P22». J. Mol. Биол. 172 (4): 523–43. Дои:10.1016 / S0022-2836 (84) 80021-2. PMID 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-Г. PMID 1853558.
- ^ Олия А.С., Аль-Бассам Дж., Винн-Стэпли Д.А., Джосс Л., Касьенс С.Р., Чинголани Дж. (2006). «Связывание-индуцированная стабилизация и сборка дополнительного фактора gp4 хвоста фага P22». Дж Мол Биол. 363 (2): 558–76. Дои:10.1016 / j.jmb.2006.08.014. PMID 16970964.
- ^ а б c d Neal, B.L .; П. К. Браун; П. Р. Ривз (ноябрь 1993 г.). «Использование Salmonella Phage P22 для трансдукции Escherichia coli». Журнал бактериологии. 175 (21): 7115–7118. Дои:10.1128 / jb.175.21.7115-7118.1993. ЧВК 206843. PMID 8226656.