Enterobacteria phage λ (Lambda phage, coliphage λ) ist ein gemäßigter bacteriophage, der Escherichia coli ansteckt.

Lambda phage ist eine Virus-Partikel, die aus einem Kopf besteht, doppelt gestrandete geradlinige DNA als sein genetisches Material und ein Schwanz enthaltend, der Schwanz-Fasern haben kann. Die phage Partikel erkennt an und bindet seinem Gastgeber, E. coli, DNA im Kopf des phage veranlassend, durch den Schwanz ins Zytoplasma der Bakterienzelle vertrieben zu werden. Gewöhnlich, "lytic Zyklus" folgt, wo die Lambda-DNA oft und die Gene für den Kopf wiederholt wird, werden Schwanz und lysis Proteine ausgedrückt. Das führt zu Zusammenbau von vielfachen neuen phage Partikeln innerhalb der Zelle und nachfolgenden Zelle lysis, den Zellinhalt einschließlich virions veröffentlichend, die in die Umgebung gesammelt worden sind. Jedoch unter bestimmten Bedingungen kann die phage DNA sich ins Gastgeber-Zellchromosom im lysogenic Pfad integrieren. In diesem Staat wird die λ DNA einen prophage genannt und bleibt ortsansässig innerhalb des Genoms des Gastgebers ohne offenbaren Schaden dem Gastgeber. Der Gastgeber kann ein lysogen genannt werden, wenn ein prophage da ist. Der prophage wird mit jeder nachfolgenden Zellabteilung des Gastgebers kopiert. Die phage Gene haben in diesem schlafenden Zustandcode für Proteine ausgedrückt, die Ausdruck anderer phage Gene unterdrücken (wie die strukturellen und lysis Gene), um Zugang in den lytic Zyklus zu verhindern. Diese repressiven Proteine werden gebrochen, wenn die Gastgeber-Zelle unter Betonung ist, auf den Ausdruck der unterdrückten phage Gene hinauslaufend. Betonung kann von Verhungern, Giften (wie Antibiotika), oder andere Faktoren sein, die beschädigen oder den Gastgeber zerstören können. Als Antwort auf Betonung wird der aktivierte prophage von der DNA der Gastgeber-Zelle durch eines der kürzlich ausgedrückten Genprodukte herausgeschnitten und geht in seinen lytic Pfad ein.

Lambda phage wurde von Esther Lederberg 1950 entdeckt, als es bemerkt wurde, dass eine durch den Replik-Überzug erzeugte Kolonie "genagt wurde und plaqued". Lambda phage ist schwer als ein Musterorganismus verwendet worden, und ist eine reiche Quelle für nützliche Werkzeuge in der mikrobischen Genetik, und später in der molekularen Genetik gewesen. Gebrauch schließt seine Anwendung als ein Vektor für das Klonen der recombinant DNA ein; der Gebrauch seines mit der Seite spezifischen recombinase (interne Nummer) für das Schlurfen der geklonten DNA durch die Tor-Methode; und die Anwendung seines Roten operon, einschließlich der Proteine Rotes Alpha (hat auch 'exo' genannt), Beta und Gamma in der DNA-Technikmethode hat recombineering genannt.

Anatomie

Die Virus-Partikel besteht aus einem Kopf und einem Schwanz, der Schwanz-Fasern haben kann. Der Kopf enthält 48,490 Grundpaare der doppelt gestrandeten, geradlinigen DNA, mit einzeln gestrandeten 12-Basen-Segmenten an beider 5' Enden. Diese zwei einzeln gestrandeten Segmente sind die "klebrigen Enden" dessen, was weil Seite genannt wird. Weil Seite circularizes die DNA im Gastgeber-Zytoplasma. In seiner kreisförmigen Form ist das phage Genom deshalb 48,502 Grundpaare in der Länge. Der prophage besteht als eine geradlinige Abteilung der ins Gastgeber-Chromosom eingefügten DNA.

Lebenszyklus

Infektion

1. Bacteriophage Lambda bindet zum Ziel E. coli Zelle, das J Protein im Schwanz-Tipp, der mit dem Lamm-Genprodukt von E. coli, ein porin Molekül aufeinander wirkt, das ein Teil des maltose operon ist.
2. Das geradlinige phage Genom wird vorbei an der Zelle Außenmembran eingespritzt.
3. Die DNA führt ein getrenntes Zuckertransportprotein (ptsG) in der inneren Membran, und sofort circularises das Verwenden weil Seiten, klebrige "zusammenhaltende reiche G-C 12-Basen-Enden" durch. Die einzeln gestrandeten Einschnitte sind ligated durch die Gastgeber-DNA ligase.
4. Gastgeber-DNA gyrase stellt negative Superrollen im kreisförmigen Chromosom, A-T reiche Gebiete veranlassend, Abschrift abzuwickeln und zu steuern.
5. Abschrift fängt vom bestimmenden P, P und den P Befürwortern an, die die 'unmittelbaren frühen' Abschriften erzeugen. Am Anfang drücken diese den N und die cro Gene aus, N, Cro und ein kurzes untätiges Protein erzeugend.
6. Cro bindet zum OR3-Verhindern-Zugang zum P Befürworter, der Ausdruck des cI Gens verhindert. N bindet zur zwei Nuss (N Nutzbarmachung) Seiten, ein im N Gen im P, der Rahmen, und ein im cro Gen im P liest, der Rahmen liest.
7. Das N Protein ist ein antiterminator und fungiert, um die Lesen-Rahmen zu erweitern, zu denen es gebunden wird. Wenn RNS polymerase diese Gebiete abschreibt, rekrutiert sie den N und bildet einen Komplex mit mehreren Proteinen des Gastgebers Nus. Dieser Komplex hüpft durch die meisten Beendigungsfolgen. Die verlängerten Abschriften (die 'späten frühen' Abschriften) schließen den N und die cro Gene zusammen mit cII und die cIII Gene, und xis, die interne Nummer, O, P und die Q Gene besprochen später ein.
8. Die cIII Protein-Taten, um das cII Protein vor proteolysis durch FtsH zu schützen (ein membranengebundener wesentlicher E. machen coli Spaß pro-), durch das Handeln als ein Wettbewerbshemmstoff. Diese Hemmung kann einen Bacteriostatic-Staat veranlassen, der lysogeny. cIII bevorzugt, auch direkt stabilisiert das cII Protein. Auf anfänglicher Infektion bestimmt die Stabilität von cII den Lebensstil des phage; stabiler cII wird zum lysogenic Pfad führen, wohingegen, wenn cII erniedrigt wird, der phage in den lytic Pfad eintreten wird. Wie man bekannt, bevorzugen niedrige Temperatur, Verhungern der Zellen und hohe Vielfältigkeit der Infektion (MOI) lysogeny (sieh spätere Diskussion).

N Antibeendigung

Das kommt ohne das N Protein vor, das mit der DNA aufeinander wirkt; das Protein bindet stattdessen zum frisch abgeschriebenen mRNA. Nuss-Seiten enthalten 3 erhaltene "Kästen", von denen nur BoxB notwendig ist.

1. Die boxB RNS-Folgen werden in der Nähe vom 5' Ende des pL und der pR Abschriften gelegen. Wenn abgeschrieben, bildet jede Folge eine Haarnadel-Schleife-Struktur, zu der das N Protein binden kann.
2. N Protein bindet zu boxB in jeder Abschrift, und setzt sich mit der Übertragen-RNS polymerase über die sich schlingende RNS in Verbindung. Der N-RNAP Komplex wird durch die nachfolgende Schwergängigkeit von mehrerem Gastgeber Nus (N Nutzbarmachungssubstanz) Proteine stabilisiert (die Abschrift-Faktoren der Beendigung/Antibeendigung und, bizarr, eine ribosome Subeinheit einschließen).
3. Der komplette Komplex (einschließlich der bestimmten Nuss-Seite auf dem mRNA) setzt Abschrift fort, und kann durch Beendigungsfolgen hüpfen.

Lebenszyklus von Lytic

Das ist der Lebenszyklus, dem der phage im Anschluss an die meisten Infektionen folgt, wo das cII Protein keine genug hohe Konzentration wegen der Degradierung erreicht, so aktiviert seine Befürworter nicht.

1. Die 'späten frühen' Abschriften setzen fort, einschließlich xis, interner Nummer, Q und Gene für die Erwiderung des Lambda-Genoms (OP) geschrieben zu werden. Cro beherrscht die repressor Seite (sieh "Repressor" Abteilung), Synthese vom P Befürworter unterdrückend (der ein Befürworter des lysogenic Zyklus ist).
2. Der O und die P Proteine beginnen Erwiderung des phage Chromosoms (sieh "Lytic Erwiderung").
3. Q, ein anderer antiterminator, bindet zu Seiten von Qut.
4. Die Abschrift vom P Befürworter kann sich jetzt ausstrecken, um mRNA für den lysis und die Haupt- und Schwanz-Proteine zu erzeugen.
5. Strukturproteine und phage Genome selbst versammeln sich in neue phage Partikeln.
6. Produkte der lysis Gene S, R, Rz und des Rz1 verursachen Zelle lysis. S ist ein holin, ein kleines Membranenprotein, das, auf einmal bestimmt durch die Folge des Proteins, plötzlich Löcher in der Membran macht. R ist ein endolysin, ein Enzym, das durch die S Löcher flüchtet und die Zellwand zerspaltet. Rz und Rz1 sind Membranenproteine, die einen Komplex bilden, der irgendwie die Außenmembran zerstört, nachdem der endolysin die Zellwand erniedrigt hat. Für das Lambda des wilden Typs kommt lysis in ungefähr 50 Minuten nach dem Anfang der Infektion vor und veröffentlicht ungefähr 100 virions.

Nach rechts Abschrift

Nach rechts Abschrift drückt den O, P und die Q Gene aus. O und P sind dafür verantwortlich, Erwiderung zu beginnen, und Q ist ein anderer antiterminator, der den Ausdruck des Kopfs, des Schwanzes und der lysis Gene von P erlaubt.

Erwiderung von Lytic

1. Für die ersten paar Erwiderungszyklen erlebt das Lambda-Genom θ Erwiderung (Kreis-zu-Kreis).
2. Das wird an der ori im O Gen gelegenen Seite begonnen. O Protein bindet die ori Seite, und P Protein bindet die Subeinheit von DnaB der Gastgeber-Erwiderungsmaschinerie sowie O bindend. Das beschlagnahmt effektiv die Gastgeber-DNA polymerase.
3. Bald schaltet der phage auf einen Typ des Rollen-Kreises der Erwiderung um, die dem ähnlich ist, das durch phage M13 verwendet ist. Die DNA wird eingeschnitten und die 3' Endaufschläge als eine Zündvorrichtung. Namentlich veröffentlicht das einzelne Kopien des phage Genoms, aber eher ein langes Molekül mit vielen Kopien des Genoms nicht: ein concatemer.
4. Diese concatemers werden an ihrem zerspaltet, weil Seiten, weil sie paketiert werden. Das Verpacken kann vom Rundschreiben phage DNA nur von der concatomeric DNA nicht vorkommen.

Q Antibeendigung

Q ist N in seiner Wirkung ähnlich: Q bindet zur RNS polymerase in Seiten von Qut, und der resultierende Komplex kann terminators ignorieren, jedoch ist der Mechanismus sehr verschieden; das Q Protein verkehrt zuerst mit einer DNA-Folge aber nicht einer mRNA Folge.

1. Die Qut Seite ist sehr dem P Befürworter nahe genug nah, dass der σ Faktor von der RNS polymerase holoenzyme nicht veröffentlicht worden ist. Ein Teil der Seite von Qut ähnelt dem-10 Kasten von Pribnow, den holoenzyme veranlassend, Pause zu machen.
2. Q Protein bindet dann und versetzt einen Teil des σ Faktors und der Abschrift-Wiedereingeweihten.
3. Die Haupt- und Schwanz-Gene werden abgeschrieben, und die entsprechenden Proteine selbstversammeln sich.

Nach links Abschrift

Nach links drückt Abschrift den gam, rot, xis und int Gene aus. Gam und rote Proteine werden an der Wiederkombination beteiligt. Gam ist auch darin wichtig er hemmt den Gastgeber RecBCD nuclease davon, die 3' Enden in der rollenden Kreiserwiderung zu erniedrigen. Interne Nummer und xis sind Integration und Ausschneidungsproteine, die für lysogeny lebenswichtig sind.

xis und int Regulierung der Einfügung und Ausschneidung

1. xis und interne Nummer werden auf demselben Stück von mRNA gefunden, so ungefähr werden gleiche Konzentrationen von xis und int Proteinen erzeugt. Das resultiert (am Anfang) in der Ausschneidung irgendwelcher eingefügten Genome vom Gastgeber-Genom.
2. Der mRNA vom P Befürworter bildet eine stabile sekundäre Struktur mit einer Haarspange-Schleife in der blutsverwandten Abteilung des mRNA. Das nimmt das 3' (blutsverwandte) Ende des mRNA für die Degradierung von RNAaseIII ins Visier, die auf eine niedrigere wirksame Konzentration der internen Nummer mRNA hinausläuft als xis mRNA (weil die interne Nummer cistron zur blutsverwandten Folge näher ist, als der xis cistron zur blutsverwandten Folge ist), so werden höhere Konzentrationen von xis als interne Nummer beobachtet.
3. Höhere Konzentrationen von xis als interne Nummer laufen auf keine Einfügung oder Ausschneidung von phage Genomen, der evolutionär begünstigten Handlung hinaus - jeden pre-insterted phage Genome eingefügt (so abnehmende Konkurrenz) verlassend und die Einfügung des phage Genoms ins Genom eines verlorenen Gastgebers verhindernd.

Lysogenic (oder lysenogenic) Lebenszyklus

Das ist der Lebenszyklus, dem der phage folgt, nachdem eine kleine Zahl von Infektionen in spezifischen Bedingungen, wo das cII Protein eine genug hohe Konzentration wegen der Stabilisierung erreicht und von der Degradierung, und so fehlt, seine Befürworter aktiviert.

1. Die 'späten frühen' Abschriften setzen fort, einschließlich xis, interner Nummer, Q und Gene für die Erwiderung des Lambda-Genoms geschrieben zu werden.
2. Der stabilisierte cII handelt, um Abschrift vom P, P und den P Befürwortern zu fördern.
3. Der P Befürworter erzeugt Antisinn mRNA zur Q Gennachricht der P Befürworter-Abschrift, dadurch Q Produktion ausschaltend. Der P Befürworter erzeugt Antisinn mRNA zur cro Abteilung der P Befürworter-Abschrift, cro Produktion umkehrend, und hat eine Abschrift des cI Gens. Das wird ausgedrückt, sich cI repressor Produktion drehend. Der P Befürworter drückt das int Gen aus, auf hohe Konzentrationen des int Proteins hinauslaufend. Dieses int Protein integriert die phage DNA ins Gastgeber-Chromosom (sieh "Prophage Integration").
4. Kein Q läuft auf keine Erweiterung des Lesen-Rahmens des P Befürworters hinaus, so werden kein lytic oder Strukturproteine gemacht. Hochniveaus der internen Nummer (viel höher als dieser von xis) laufen auf die Einfügung des Lambda-Genoms ins Gastgeber-Genom hinaus (sieh Diagramm). Die Produktion von cI führt zur Schwergängigkeit von cI zum OR1 und den OR2 Seiten im P Befürworter, cro und anderen frühen Genausdruck abbiegend. cI bindet auch dem P Befürworter, Abschrift dort auch abdrehend.
5. Haben Sie von Cro-Blättern an der OR3 losgebundenen Seite Mangel, so kann die Abschrift vom P Befürworter vorkommen, Niveaus von cI aufrechterhaltend.
6. Fehlen Sie von der Abschrift vom P, und P Befürworter führt zu keiner weiteren Produktion von cII und cIII.
7. Da cII und cIII Konzentrationsabnahme, Abschrift vom P, P und P aufhören, gefördert zu werden, da sie nicht mehr erforderlich sind.
8. Nur der P und die P Befürworter werden energisch, das ehemalige Produzieren cI Protein und die Letzteren eine kurze untätige Abschrift verlassen. Das Genom bleibt eingefügt ins Gastgeber-Genom in einen schlafenden Staat.

Integration von Prophage

Die Integration von phage λ findet an einer speziellen Verhaftungsseite in den bakteriellen und phage Genomen, genannt att statt. Die Folge der att Bakterienseite wird attB, zwischen dem Mädchen und Lebensoperons genannt, und besteht aus den Teilen BOB', wohingegen die Ergänzungsfolge im Rundschreiben phage Genom attP genannt wird und aus dem Teil-KNALL besteht'. Die Integration selbst ist ein folgender Austausch (sieh genetische Wiederkombination) über einen Verbindungspunkt von Holliday und verlangt sowohl die phage Interne Protein-Nummer als auch das Bakterienprotein IHF (Integrationsgastgeber-Faktor). Sowohl Interne Nummer als auch IHF binden zu attP und bilden einen intasome, ein Protein-Komplex der DNA, der für die mit der Seite spezifische Wiederkombination des phage entworfen ist, und veranstalten DNA. Der ursprüngliche BOB' Folge wird durch die Integration geändert, um '-phage DNA P O B ZU SCHWOFEN'. Die phage DNA ist jetzt ein Teil des Genoms des Gastgebers.

Wartung von lysogeny

• Lysogeny wird allein durch cI. cI unterstützt unterdrückt Abschrift von P und P während upregulating und das Steuern seines eigenen Ausdrucks von P. Es ist deshalb das einzige Protein, das durch lysogenic phage ausgedrückt ist.
• Das wird durch den P und die P Maschinenbediener koordiniert. Beide Maschinenbediener haben drei verbindliche Seiten für cI: OL1, OL2, und OL3 für P, und OR1, OR2 und OR3 für P.
• cI bindet am günstigsten zu OR1; Schwergängigkeit hier hemmt Abschrift von P. Als cI leicht dimerises vergrößert die Schwergängigkeit von cI zu OR1 außerordentlich die Sympathie der Schwergängigkeit von cI zu OR2, und das geschieht fast sofort nach der OR1 Schwergängigkeit. Das aktiviert Abschrift in der anderen Richtung von P, weil das N Endgebiet von cI auf OR2 die Schwergängigkeit der RNS polymerase zu P zusammenzieht und folglich cI seine eigene Abschrift stimuliert. Wenn es bei einer viel höheren Konzentration da ist, bindet es auch zu OR3, Abschrift von P hemmend, so seine eigenen Niveaus in einer negativen Feed-Back-Schleife regelnd.
• cI, der dem P Maschinenbediener bindet, ist sehr ähnlich, außer dass er keine direkte Wirkung auf die cI Abschrift hat. Als eine zusätzliche Verdrängung seines eigenen Ausdrucks, jedoch, biegen cI dimers gebunden zu OR3 und OL3 die DNA zwischen ihnen zu tetramerise.
• Die Anwesenheit von cI verursacht Immunität gegen Superinfektion durch anderes Lambda phages, weil es ihren P und P Befürworter hemmen wird.

Induktion

Die klassische Induktion eines lysogen hat das Bestrahlen der angesteckten Zellen mit dem UV Licht eingeschlossen. Jede Situation, wo ein lysogen DNA-Schaden oder die SOS-Antwort des Gastgebers erlebt, wird sonst stimuliert führt zu Induktion.

1. Die Gastgeber-Zelle, ein schlafendes phage Genom enthaltend, erfährt DNA-Schaden wegen einer hohen Betonungsumgebung und fängt an, die SOS-Antwort zu erleben.
2. RecA (ein Zellprotein) entdeckt DNA-Schaden und wird aktiviert. Es ist jetzt RecA *, ein hoch spezifischer co-protease.
3. Normally RecA* bindet LexA (eine Abschrift repressor), das Aktivieren von LexA zieht Tätigkeit autopro-auf, die LexA repressor das Erlauben der Produktion von DNA-Reparatur-Proteinen zerstört. In lysogenic Zellen wird diese Antwort entführt, und RecA* stimuliert cI Autospaltung. Das ist, weil cI die Struktur von LexA an der Autospaltungsseite nachahmt.
4. Zerspalteter cI kann nicht mehr dimerise, und verliert seine Sympathie für die DNA-Schwergängigkeit.
5. Der P und die P Befürworter werden nicht mehr unterdrückt und schalten ein, und die Zelle kehrt zur lytic Folge von Ausdruck-Ereignissen zurück (bemerken Sie, dass cII in Zellen nicht stabil ist, die die SOS-Antwort erleben). Es gibt jedoch einen bemerkenswerten Unterschied.

Kontrolle der phage Genom-Ausschneidung in der Induktion

1. Das phage Genom wird noch ins Gastgeber-Genom eingefügt und braucht Ausschneidung für die DNA-Erwiderung, um vorzukommen. Die blutsverwandte Abteilung außer der normalen P Befürworter-Abschrift wird jedoch in diesen Lesen-Rahmen nicht mehr eingeschlossen (sieh Diagramm).
2. Kein blutsverwandtes Gebiet auf dem P Befürworter mRNA läuft auf keine Haarnadel-Schleife auf dem 3' Ende hinaus, und die Abschrift wird für die Degradierung von RNAaseIII nicht mehr ins Visier genommen.
3. Die neue intakte Abschrift hat eine Kopie sowohl von xis als auch von interner Nummer, so ungefähr werden gleiche Konzentrationen von xis und int Proteinen erzeugt.
4. Gleiche Konzentrationen von xis und interner Nummer laufen auf die Ausschneidung des eingefügten Genoms vom Gastgeber-Genom für die Erwiderung und später phage Produktion hinaus.

Genom-Struktur

Protein-Funktionsübersicht

cro; (Kontrolle des Maschinenbedieners von Repressor) Abschrift-Hemmstoff, bindet OR3, OR2 und OR1 (Sympathie OR3> OR2 = OR1, d. h. bindet bevorzugt OR3). Bei niedrigen Konzentrationen blockiert den pRM Befürworter (das Verhindern cI Produktion). Bei hohen Konzentrationen downregulates seine eigene Produktion durch OR2 und OR1-Schwergängigkeit. Keine Konsumverein-Schwergängigkeit (c.f. unten für cI, der bindet)

cI; (Klarer 1) Abschrift-Hemmstoff, bindet OR1, OR2 und OR3 (Sympathie OR1> OR2 = OR3, d. h. bindet bevorzugt OR1). Bei niedrigen Konzentrationen blockiert den pR Befürworter (das Verhindern cro Produktion). Bei hohen Konzentrationen downregulates seine eigene Produktion durch die OR3-Schwergängigkeit. Die Schwergängigkeit von cI an OR1 stimuliert einen fast gleichzeitigen cI, der zu OR2 über die Konsumverein-Schwergängigkeit (über cI C Endbereichswechselwirkungen) N bindet, das Endgebiet von cI auf OR2 zieht die Schwergängigkeit der RNS polymerase holoenzyme Komplex zu pRM zusammen, und stimulieren Sie folglich seine eigene Abschrift. Repressor hemmt auch Abschrift vom pL Befürworter. Empfindlich gegen die Spaltung durch RecA* in Zellen, die die SOS-Antwort erleben.

cII; (Klare 2) Abschrift-Aktivator. Aktiviert Abschrift vom pAQ, pRE und den Pi-Befürwortern. Niedrige Stabilität wegen der Empfänglichkeit für zellularen HflB (FtsH) macht (besonders in gesunden Zellen und Zellen Spaß pro-, die die SOS-Antwort erleben).

cIII; (Klare 3) HflB (FtsH) verbindliches Protein, schützt cII vor der Degradierung dadurch macht Spaß pro-.

N; (aNtiterminator) RNS binden verbindliches Protein und RNS polymerase cofactor, RNS (an Nuss-Seiten) und wechseln auf den werdenden RNApol über, der gerade die Nuss-Seite abgeschrieben hat. Diese RNApol Modifizierung verhindert seine Anerkennung von Beendigungsseiten, so wird normale RNS polymerase Beendigungssignale ignoriert und RNS-Synthese in distal phage Gene fortsetzt.

Q; DNA binden verbindliches Protein und RNApol cofactor, DNA (an Seiten von Qut) und übertragen auf das Einleiten RNApol. Diese RNApol Modifizierung verändert seine Anerkennung von Beendigungsfolgen, so werden normale ignoriert; spezielle Q Beendigungsfolgen ungefähr 20,000 bp sind weg wirksam.

xis; (Ausschneidung) excisionase und Int Protein-Gangregler, führt Ausschneidung und Einfügung des phage Genoms ins Genom des Gastgebers.

interne Nummer; (Integration) Protein der Internen Nummer, führt Einfügung des phage Genoms ins Genom des Gastgebers. In Bedingungen der niedrigen int Konzentration gibt es keine Wirkung. Wenn xis in der Konzentration und internen Nummer hoch dann niedrig ist, führt das zur Einfügung des phage Genoms. Wenn xis und interne Nummer hoch (und ungefähr gleich) Konzentrationen haben, führt das zur Ausschneidung von phage Genomen vom Genom des Gastgebers.

A, B, C, D, E, F, Z, U, V, G, T, H, M, L, K, ich, J [Gezeigt auf dem Diagramm als Kopf und Schwanz, codieren A-F für Phage-Hauptgene, Z-J Code für phage Schwanz-Gene. Die Ordnung gezeigt hier wird als auf dem Genom gefunden, in im Uhrzeigersinn Richtung] lesend; Strukturproteine, selbst sammeln mit dem phage Genom in die Tochter phage Partikeln.

S, R [Gezeigt auf dem Diagramm als lysis. Die Ordnung gezeigt hier wird als auf dem Genom gefunden, in im Uhrzeigersinn Richtung] lesend; veranlassen Sie die Gastgeber-Zelle, lysis an hoch genug Konzentrationen zu erleben.

OP [Gezeigt auf dem Diagramm als O Erwiderung P]; DNA-Erwiderungsfunktionen, fördert die spezifische Erwiderung nur des phage Genoms.

blutsverwandt [nicht ein Protein, aber eine erhaltene Lebens-DNA-Folge]; bildet eine stabile Haarnadel-Schleife-Struktur in abgeschriebenem mRNA außer der internen Nummer. Zieht Degradierung von mRNA durch RNAaseIII an.

attP [nicht ein Protein, aber eine erhaltene DNA-Folge]; Punkt der Handlung von Int und Xis in der Integration und Ausschneidung des phage Genoms ins Genom des Gastgebers. Entsprechender attB im Genom des Gastgebers am Punkt der Einfügung gefunden.

Repressor

Der im phage Lambda gefundene repressor ist ein bemerkenswertes Beispiel des Niveaus der Kontrolle, die über den Genausdruck durch ein sehr einfaches System möglich ist. Es bildet einen 'binären Schalter' mit zwei Genen unter dem gegenseitig exklusiven Ausdruck, wie entdeckt, durch Barbara J. Meyer.

Das Lambda repressor Gensystem besteht aus (vom linken bis direkt auf dem Chromosom):

• CI-Gen
• OR3
• OR2
• OR1
• Cro-Gen

Das Lambda repressor ist selbst, sich dimer auch bekannt als das cI Protein versammelnd. Es bindet DNA in der Spirale-Umdrehungsspirale verbindliches Motiv. Es regelt die Abschrift des cI Proteins und des Proteins von Cro.

Der Lebenszyklus des Lambdas phages wird von cI und Proteinen von Cro kontrolliert. Das Lambda phage wird im Lysogenic-Staat bleiben, wenn cI Proteine vorherrschen, aber in den lytic Zyklus umgestaltet werden, wenn cro Proteine vorherrschen.

Der cI dimer kann einigen von drei Maschinenbedienern, OR1, OR2 und OR3, im Auftrag OR1 = OR2> OR3 binden.

Die Schwergängigkeit eines cI dimer zu OR1 erhöht Schwergängigkeit eines zweiten cI dimer zu OR2, eine Wirkung hat cooperativity genannt. So werden OR1 und OR2 fast immer gleichzeitig durch cI besetzt. Jedoch vergrößert das die Sympathie zwischen cI und OR3 nicht, der nur besetzt wird, wenn die cI Konzentration hoch ist. Diese kooperative Handlung wird durch die Verhältnissympathie des repressor für die heimischen Folgen individuell gezeigt, der OR1> OR2 = OR3 ist; verschieden von der wirklichen Ordnung der Schwergängigkeit.

• Ohne cI Proteine kann das cro Gen abgeschrieben werden.
• In Gegenwart von cI Proteinen kann nur das cI Gen abgeschrieben werden.
• Bei der hohen Konzentration von cI werden Abschriften von beiden Genen unterdrückt.

Lytic oder lysogenic?

Das Gen Durchführungsschaltsystem von phage λ ist unter den am besten verstandenen Stromkreisen am mechanistischen Niveau. Dieses Schaltsystem schließt mehrere interessante Durchführungshandlungsweisen ein. Eine angesteckte Zelle erlebt eine Entscheidung zwischen zwei alternativen Pfaden, dem lytic und den lysogenic Pfaden. Wenn dem Letzteren gefolgt wird, wird der Lysogenic-Staat gegründet und aufrechterhalten. Während dieser Staat hoch stabil ist, kann er auf den lytic Pfad im Prozess der prophage Induktion umschalten, die vorkommt, wenn die Gastgeber-SOS-Antwort durch den DNA-Schaden ausgelöst wird.

Eine wichtige Unterscheidung hier ist dass zwischen den zwei Entscheidungen; lysogeny und lysis auf Infektion, und lysogeny oder lysis von einem prophage weitergehend. Der Letztere wird allein durch die Aktivierung von RecA in der SOS-Antwort der Zelle, wie ausführlich berichtet, in der Abteilung auf der Induktion bestimmt. Der erstere wird auch dadurch betroffen; eine Zelle, die eine SOS-Antwort erlebt, wird immer durch lysed, weil keinem cI Protein erlaubt wird sich zu entwickeln. Jedoch ist die Initiale lytic/lysogenic Entscheidung über Infektion auch vom cII und den cIII Proteinen abhängig.

Vereinfacht, in Zellen mit genügend Nährstoffen, machen Sie Spaß pro-Tätigkeit ist hoch, der cII bricht. Das führt zum lytic Lebensstil. In Zellen mit beschränkten Nährstoffen, machen Sie Spaß pro-Tätigkeit ist niedrig, cII stabil machend. Das führt zum lysogenic Lebensstil. cIII scheint, cII zu stabilisieren, sowohl direkt als auch durch das Handeln als ein Wettbewerbshemmstoff zum relevanten macht Spaß pro-. Das bedeutet, dass eine Zelle "in Schwierigkeiten", d. h. in Nährstoffen und in einem mehr schlafenden Staat fehlend, zu lysogenise wahrscheinlicher ist. Das würde dafür ausgewählt, weil der phage jetzt schlafend in der Bakterie liegen kann, bis es auf besseren Zeiten fällt, und so kann der phage mehr Kopien von sich mit den zusätzlichen Mitteln verfügbar und mit der wahrscheinlicheren Nähe weiter infectable Zellen schaffen.

Realistisch muss ein volles biophysical Modell für die lysis-lysogeny Entscheidung des Lambdas entwickelt werden. Das Computermodellieren und die Simulation weisen darauf hin, dass Zufallsprozesse während Infektion die Auswahl an lysis oder lysogeny innerhalb von individuellen Zellen steuern. Jedoch weisen neue Experimente darauf hin, dass physische Unterschiede unter Zellen, die vor Infektion bestehen, vorher bestimmen, ob eine Zelle lyse wird oder w ein lysogen.

Andere zusammenhängende Gebiete der Forschung

Lambda phage ist von Hauptwichtigkeit in vielen anderen Gebieten der Forschung, wie spezialisierter Transduction, Galactosemia, Maltophilia und antibiotischer Rauschgift-Widerstand gewesen, um einige zu nennen.

Siehe auch

• Molekulargewicht-Größe-Anschreiber
• Zeitraffermikroskopie-Video von MIT, der sowohl lysis als auch lysogeny durch das phage Lambda zeigt.

Weiterführende Literatur

• James Watson, Tania Baker, Stephen Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick "Molekulare Biologie des Gens (Internationale Ausgabe)" - 6. Ausgabe
• Mark Ptashne und Nancy Hopkins, "Die Maschinenbediener, die vom Lambda Phage Repressor", PNAS, v.60, n.4, Seiten 1282-1287 (1968) kontrolliert sind.
• Barbara J. Meyer, Dennis G. Kleid und Mark Ptashne, "Dreht Lambda Repressor Abschrift Seines Eigenen Gens", PNAS, v.72, n.12, Seiten 4785-4789 (Dezember 1975) Ab.
• Gottesman, M. und Weisberg, R.A. 2004 "Wenig Lambda - wer machte dich?", Mikro- und Mol Biol Revs, 68 Jahre alt, 796-813 (verfügbar online an der Mikrobiologie und den Molekularen Biologie-Rezensionen, der amerikanischen Gesellschaft für die Mikrobiologie)
• Ptashne, M. "Ein Genetischer Schalter: Phage Wieder besuchtes Lambda", 3. Ausgabe 2003
• Snyder, L. und Champness, W. "Molekulare Genetik von Bakterien", 3. Ausgabe 2007 (Enthält eine informative und gut illustrierte Übersicht des bacteriophage Lambdas)
• Splasho, Online-Übersicht des Lambdas (illustriert Gene, die in allen Stufen im Lebenszyklus aktiv sind)

Links