3.2.Вирусы Эубактерий и Архей

3.2. Вирусы Эубактерий и Архебактерий.
Разнообразие вирусов прокариот.
Синтез белка и нуклеиновых кислот, сборка вирусных частиц.
Рнк- и ДНК- фаги.
Лизирующие и лизогенные вирусы.
Вирусы Эубактерий и Архебактерий.
Вирусы бактерий – бактериофаги, вирусы археев открыты недавно и изучены
плохо. E. сoli может инфицироваться более чем 20 бактериофагами, фаги могут нарушать
производственные процессы, основанные на использовании бактерий. Фаги археев
отличаются от бактериальных. Фаги бактерий представлены всеми типами нуклеиновых
кислот, вирусы археев – только одноцепочечной ДНК.
Разнообразие вирусов
прокариот.
Рисунок
вирусы
1.
прокариот
Различные
[Joanne
M.
Willey et al. 2008].
1
Некоторые вирусы архей способны к росту вне клетки хозяина.
Рисунок 1. Рост вирусов археев вне клеток хозяина (a-d) [Joanne M. Willey et al.
2008].
2
Рисунок 1. Внедрение ДНК фаговой частицы в бактериальную клетку [Joanne M.
Willey et al. 2008].
Синтез белка и нуклеиновых кислот, сборка вирусных частиц.
Синтез белка и НК.
ДНК-вирусы используют обычные механизмы для синтеза НК и белков. Т4
бактериофаг: через 2 минуты после попадания РНК полимераза синтезирует раннюю
иРНК, используются для синтеза белков. Репликация ДНК инициируется в нескольких
точках и идет в обе стороны.
Поток
информации
генетической
у
ДНК-содержащих
вирусов.
Фаг контролирует экспрессию
своих генов, регулируя активность
РНК полимеразы E. coli. Вирус
использует
полимеразу
обычную
хозяина,
РНК
затем
она
ингибируется.
Сборка вирусных частиц.
Лизис
Е.
coli
фагом
Т4
приводит к образованию около 150
3
фагов. 2 фермента используются для выхода из клетки-хозяина, один атакует
пептидогликановую стенку, другой создает отверстие в мембране.
Схема сборки фага Т4.
Рнк- и ДНК- фаги.
РНК фаги.
Содержат обычно положительные РНК цепи, синтезирует РН- репликазу, которая
синтезирует промежуточную молекулу РНК +/- (репликативная форма). Далее репликаза
синтезирует тысячи копий +РНК, часть из которых функционирует как иРНК.
Также обнаружено несколько дцРНК-фагов. Пример фаг ф6 (патоген растений),
под капсидной оболочкой содержатся 3 фрагмента НК и РНК-зависимая РНКполимераза. Используя белки оболочки, вирус прикрепляется и проникает внутрь клетки.
Внутри РНК-полимераза работает как транскриптаза, синтезируя вирусную иРНК на
матрице каждого из сегментов. Также происходит репликация +РНК цепи. +РНК цепи
заключенные в новый капсид, служат матрицами для синтеза –РНК.
4
Поток генетической информации у +РНК вирусов.
ДНК фаги.
Известно много дцДНК и несколько оцДНК фагов. Воспроизведение кольцевых
оцДНК-фагов требует синтеза двухцепочечной репликативной формы ДНК с помощью
полимеразы клетки. После сборки вирионов происходит лизис клетки и выход вирионов.
5
Поток генетической информации у оцДНК вирусов.
Лизирующие и лизогенные вирусы.
Лизогенный и лизирующий циклы.
Бактериофаг λ, паразит E. coli и классический объект вирусологических
исследований – один из фагов, способных к литическому и лизогенному жизненному
циклу. В его ДНК есть регуляторный участок, содержащий два промотора, направленных
в разные стороны. Этот участок очень мал, и поместиться на нём может только одна
молекула хозяйской РНК-полимеразы. Она пойдёт либо в одном, либо в другом
направлении, и продукт первого же гена, который она прочитает, закрепит сделанный
выбор: альтернативный промотор будет заблокирован, и вирусу придётся следовать
выбранному пути, до тех пор пока условия внешней среды не заставят его пересмотреть
своё решение.
6
7
8
Схема «принятия решения» бактерией. В зависимости от направления движения
РНК-полимеразы, реализуется тот или иной вариант жизненного цикла. Продвижение
РНК-полимеразы вызывает синтез репрессора (b) либо активатора (с), последующие
молекулы фермента могут двигаться только в одном, выбранном изначально направлении.
9