Virus Salmonella P22 - Salmonella virus P22 - Wikipedia
| Virus Salmonella P22 | |
|---|---|
Klasifikace virů  | |
| (bez hodnocení): | Virus |
| Oblast: | Duplodnaviria |
| Království: | Heunggongvirae |
| Kmen: | Uroviricota |
| Třída: | Caudoviricetes |
| Objednat: | Caudovirales |
| Rodina: | Podoviridae |
| Rod: | Lederbergvirus |
| Druh: | Virus Salmonella P22 |
| Faktor ocasu P22 | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifikátory | |||||||||
| Symbol | P22_Tail-4 | ||||||||
| Pfam | PF11650 | ||||||||
| InterPro | IPR020362 | ||||||||
| |||||||||
Virus Salmonella P22 je bakteriofág v Podoviridae rodina, která infikuje Salmonella typhimurium.[1] Stejně jako mnoho fágů byl použit v molekulární biologie vyvolat mutace v kultivovaných bakteriích a zavést cizí genetický materiál.[2] P22 byl použit v generalizovaná transdukce a je důležitým nástrojem pro vyšetřování Salmonella genetika.[1]
Morfologie, klasifikace a příbuzní
P22 sdílí mnoho podobností v genetické struktuře a regulaci s bakteriofág λ.[1] Je to mírný dvouřetězcový fág DNA a také lambdoidní fág, protože nese kontrolu nad oblastmi genové exprese a brzy operony podobné bakteriofágu λ.[3] Avšak geny, které kódují proteiny, které vytvářejí virion se liší od bakteriofágů λ.[3] P22 má ikosaedrální (T = 7) hlavu viriónu o průměru 60 nm a krátký ocas.[3] Tato morfologie virionu dává P22 formálnímu Podoviridae skupina.[3] Tradičně je P22 spojován s viry s podobnými vzory genomové transkripce a životními cykly, včetně bakteriofága λ a všech ostatních fágů lambdoidů. Zdá se však, že tato souvislost je nadhodnocena.[4] K dalším příbuzným s podobnou morfologií s krátkým ocasem a homologií DNA v proteinových genech virionu patří bakteriofágy λ a Ε34.[3] Mnoho Podoviridae, například fágy T7 a Φ29, sdílejí několik podobností DNA s P22, i když jejich morfologie virionů jsou podobné.[3]
Genomika
P22 má lineární, dvouvláknové DNA chromozóm v jeho virionu je to asi 44 kilobáze dlouhý s tupými konci a kruhovou genetickou mapou.[3] Jeho nukleotidová sekvence „divokého typu“ je však dlouhá přibližně 42 kilobází.[3] Genom P22 byl sekvenován a bylo popsáno šedesát pět genů.[1] Výsledky sekvenování podporují hypotézu, že fág P22 je a virus který se vyvinul rozsáhlou rekombinací s jinými viry.[1]
Výzkum P22 se zaměřil na jeho rozdíly od bakteriofága λ včetně mechanismů, kterými cirkuluje DNA infekce a zabalí DNA do virionu.[3] Před opuštěním hostitelské buňky jsou virionové chromozomy zabaleny do kapsidy od concatemers sekvence, které jsou výsledkem replikace DNA s otáčením kruhu[3] DNA zabalená v P22 nese přímou duplikaci asi 4% na obou koncích, protože vnitřek virionu má více prostoru, než je vyplněno 100% sekvence.[3] Tento proces se nazývá „headful packaging“, protože replikovaná DNA je „nacpána“ do virionu, dokud není plný, namísto plnění každého virionu jedinou kopií sekvence.[3] To obvykle zahrnuje 48 kB, takže část hostitelské DNA se přenáší spolu s fágem.
Po hostitelské infekci je lineární DNA virionu P22 cirkularizována homologní rekombinační událostí mezi přímými opakováními na obou koncích chromozomu.[3] To může provést hostitel rec genové produkty, ale také geny rekombinační funkce P22 v nepřítomnosti hostitelských enzymů.[3] Cirkularizovaná DNA obsahující jednu kopii nukleotidové sekvence P22 je substrátem pro genovou expresi a replikaci DNA.[3]
Životní cyklus
„Zadní ocas“ P22 protein je ukotven ve virovém plášti a používán jako pomoc při penetraci přes membrány hostitelských buněk. Zadní část P22 má neobvyklý beta spirála složit. Infekce začíná, když se koncový bod gp9 fága P22 váže na lipopolysacharid O-antigenu na povrchu Salmonella typhimurium hostitel.[1] Protein ocasního vlákna virionu má aktivitu endorhamnosidázy, která štěpí řetězec O-antigenu.[3] Po infekci může P22 vstoupit buď do a lytický nebo lysogenní růstová cesta.[1] V lytické cestě probíhá replikace viru bezprostředně po infekci a během hodiny uvolní přibližně 300–500 fágových potomků buněčnou lýzou.[1] V lysogenní dráze se však fágový chromozom integruje do hostitelského chromozomu a přes buněčné dělení se předává do dceřiných buněk.[1] Primárním faktorem kontrolujícím růstovou cestu je multiplicita infekce (moi); vysoké moi upřednostňuje lysogenní cestu a nízké moi upřednostňuje lytickou cestu.[1]
Cesta montáže
Virální kapsid byl předmětem studií na shromáždění viru P22. Stejně jako jiné velké viry dsDNA si P22 nejprve vytvoří proteinovou „prokapsidovou“ strukturu a poté ji sbalí s DNA chromozomem.[3] Prokapsid P22 je sestaven pomocí dobře prostudovaného proteinu.[3] Asi 250 molekul proteinu lešení je přítomno v prokapsidu během montáže, ale během balení DNA se protein lešení uvolňuje.[3] Uvolněný protein lešení není poškozen a může se znovu sestavit s nově syntetizovaným obalovým proteinem, aby vytvořil více prokapsidů.[3]
U laboratorních infekcí se molekuly proteinů lešení účastní v průměru na 5 kolech sestavy prokapsidu.[3] Protože protein lešení P22 zprostředkovává montáž dalších proteinů, aniž by se stal součástí hotové struktury, působí katalyticky.[3] Akční lešenářský protein v sestavě prokapsidu je běžný u jiných velkých ikosahedrálních virů, včetně herpetických virů eukaryot, ale v některých případech je lešení proteolyticky odstraněno místo opětovného použití.[3] Kromě toho může protein lešení P22 potlačovat syntézu dalšího proteinu lešení, pokud se neskládá do prokapsidů.[3]
Výrobky tří sousedících geny jsou potřebné pro stabilizaci kondenzované DNA v P22 fág kapsidy: Gp4, Gp10 a Gp26.[5] Tyto bílkoviny působte tak, že zastrčíte otvor, kterým prochází DNA.[6] Tyto tři bílkoviny Zdá se, že polymerují na nově naplněné kapsidy a tvoří krk zralého fága, kterým bude DNA injikována do a buňka. Gp4 (doplňkový faktor ocasu P22) je prvním doplňkovým faktorem ocasu, který se přidává k nově kapsidám plněným DNA během morfogeneze P22. V roztoku působí protein jako a monomer a má nízkou strukturální stabilitu. Interakce gp4 s portálovým proteinem zahrnuje vazbu dvou neekvivalentních sad šesti proteinů gp4. GP4 funguje jako strukturální adaptér pro GP10 a GP26, další faktory ocasního příslušenství.[7]
Přihláška do Salmonella genetický výzkum
Transdukce se hojně používá v bakteriální genetice a je užitečný při konstrukci kmenů.[8] Obecně transdukce v rámci každého bakteriálního druhu vyžaduje použití konkrétního fága; například P22 byl použit pro transdukci v S. enterica sv. Typhimurium.[8] Významným faktorem ve vývoji genetiky S. enterica byla snadnost použití P22 pro transdukční křížení.[8] Zejména je P22 stabilní při skladování, snadno se získají zásoby s vysokým titrem a byly izolovány vysokofrekvenční transdukce (HT) a integračně deficitní mutanty.[8]
Viz také
Reference
- ^ A b C d E F G h i j Peter E. Prevelige Jr. (2006). Richard Calender (ed.). Bakteriofágy (2. vyd.). New York, New York: Oxford University Press. 457–468. ISBN 978-0-19-514850-3.
- ^ Snyder L, Champness W (2007). Molekulární genetika bakterií (3. vyd.). Stiskněte ASM. ISBN 978-1-55581-399-4.
- ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó p q r s t u proti w X Casjens, Sherwood. "Informace o bakteriofágu P22". ASM Division M: Bacteriophage P22. Americká společnost pro mikrobiologii. Archivovány od originál dne 26. prosince 2010. Citováno 15. dubna 2012.
- ^ Ackermann, H. W. (2015). „Problém lambda - P22“. Bakteriofág. 5 (1): e1017084. doi:10.1080/21597081.2015.1017084. PMC 4422791. PMID 26442187.
- ^ Strauss H, král J (únor 1984). "Kroky ve stabilizaci nově zabalené DNA během morfogeneze fága P22". J. Mol. Biol. 172 (4): 523–43. doi:10.1016 / S0022-2836 (84) 80021-2. PMID 6363718.
- ^ Eppler K, Wyckoff E, Goates J, Parr R, Casjens S (srpen 1991). "Nukleotidová sekvence genů bakteriofága P22 vyžadovaná pro zabalení DNA". Virologie. 183 (2): 519–38. doi:10.1016 / 0042-6822 (91) 90981-G. PMID 1853558.
- ^ Olia AS, Al-Bassam J, Winn-Stapley DA, Joss L, Casjens SR, Cingolani G (2006). "Vazbou indukovaná stabilizace a montáž faktoru fágového P22 ocasního příslušenství gp4". J Mol Biol. 363 (2): 558–76. doi:10.1016 / j.jmb.2006.08.014. PMID 16970964.
- ^ A b C d Neal, B.L .; P. K. Brown; P. R. Reeves (listopad 1993). „Použití Salmonella Phage P22 pro transdukci v Escherichia coli“. Journal of Bacteriology. 175 (21): 7115–7118. doi:10.1128 / jb.175.21.7115-7118.1993. PMC 206843. PMID 8226656.