26. Организация генома бактериофага лямбда.

Ответ. Фаг лямбда представлен двунитевой линейной ДНК, которая состоит из 48514 п.н. и содержит около 60 генов. На ее концах имеются однонитевые комплементарные участки, состоящие из 12 нуклеотидных остатков (cos-сайты). Они обеспечивают превращение линейной молекулы ДНК в кольцевую. Такие концы молекул получили название липких. Развитие фага лямбда – это поэтапный процесс, который можно разделить на несколько периодов. Предранний период развития – принимают участие только бактериальные ферменты: ДНК-лигаза (превращает линейную молекулу лямбда ДНК в кольцевую) и РНК-полимераза (осуществляет считывание регуляторных генов N и cro c промоторов рL и рR). Ранний период развития фага начинается после синтеза в клетке N-белка, который связывается с РНК-полимеразой в сайтах nutR и nutL, помогая ей преодолевать терминаторы транскрипции. В результате транскрипция, инициированная в предранний период и прерванная в этих сайтах, продолжается, обеспечивая образование продуктов правого и левого ранних оперонов. Правый содержит репликационные гены О и Р, а левый – рекомбинантные гены red. В раннем периоде происходит репликация фаговой ДНК. Для ее инициации нужна транскрипция оrі-сайта с промотора рL и наличие фаговых белков gpО и gpР. Продукт гена О бифункционален: одной частью он "узнает" ori-сайт, располагающийся в самом гене, а другой – взаимодействует с Р-продуктом, который в свою очередь через белок связывается с репликационным комплексом. Поздний период развития фага начинается с транскрипции поздних генов Ѕ – Rz и Nu1 – J с промотора p`R. Гены Nu1 – FII содержат информацию о синтезе белков головки и ее сборке, а гены Z – J обеспечивают образование отростка фага. Сборка головки фага протекает поэтапно. Сначала вокруг центрального ядра, состоящего из белков, собирается сфера из основного белка головки gpE (структура І). Далее центральное ядро удаляется с помощью бактериального продукта GroE, и в образовавшуюся структуру ІІ начинает упаковываться лямбда ДНК. На этом этапе белок gpNu1 способствует расширению головки фага (структура III), а белки gpW и gpFII “вырезают” фаговые геномы по cos-сайтам из конкатемерной ДНК. Головка, содержащая ДНК, фиксируется белком gpD (структура ІV), и к ней с помощью белков присоединяется отросток. Сформировавшийся фаг выходит в среду после лизиса клетки, осуществляемого продуктами генов S, R и Rz. Фаг имеет достаточно сложную, но хорошо изученную генетическую организацию. На ДНК фага лямбда имеется пять мест расщепления рестриктазой EcoRІ. Для рестриктазы HindIIІ на ДНК бактериофага имеется шесть мест действия, и пять из них в области несущественных генов. Фаг лямбда является умеренным фагом, т.е. в зависимости от условий может развиваться в клетке либо по литическому, либо по лизогенному пути. При литическом развитии происходит лизис клеток и образуются инфекционные фаговые частицы, при лизогенном молекула ДНК фага лямбда интегрируется в бактериальную хромосому преимущественно в одно место между генами gal и bio и находится в так называемом состоянии профага.