Escherichia virus P1

Escherichia virus P1 patří do řádu Caudovirales a rodinné Myoviridae. To je obyčejně označován jako fág P1 a byl jedním z prvních bakteriofágů, které mají být identifikovány v koliformní Escherichia coli. Jedná se o reprezentativní druh malého rodu viru P1 v rámci Myoviridae, který zahrnuje také Virus Aeromonas 43., Rozsáhlé studie na phage P1 významně přispěly k průkopnickému vývoji v 1960s v rekombinantních DNA technologiích zahrnujících rekombinaci, restrikční modifikaci a klonování velkých fragmentů DNA.

phage P1 má velkou ikosahedrální hlavu o průměru přibližně 65-85 nm připojenou k charakteristickému dlouhému ocasu o délce 220 nm. Trubkovitý kontraktilní plášť obklopuje ocas, který končí v základní desce a šesti zauzlených ocasních vláknech o délce 90 nm. Hlava phage zahrnuje lineární genom dsDNA o velikosti 93 kb., Kompletní genomová sekvence fágů P1 kóduje nejméně 117 genů a obsahuje velkou charakteristickou redundanci sekvencí na každém konci 5′ a 3′. Tyto redundantní sekvence mají proměnnou délku a rozsah od 10 do 15 kb. Po vstupu do hostitelské buňky prochází virová DNA rychlou cirkularizací rekombinací mezi redundantními sekvencemi. Tento homologní rekombinace je podporovaný host-kódovaný recombinases nebo fágové řízený, site-specific cre-lox rekombinace systému., V druhém případě, rekombinace probíhá mezi dvěma loxP místa se nachází na terminálu redundantní oblastech virového genomu podporovaný phage-encoded „cre“ bílkovin.

stejně jako ostatní kaudovirales, phage P1 je mírný bakteriofág, který může přijmout lysogenní nebo lytický životní styl. Rozhodnutí vstoupit buď lytický nebo lysogenic fáze závisí na hostitelské prostředí a faktory ovlivňující transkripci monomerní C1 repressor molekula, která reguluje imunitu z fága P1., Během lysogeny, circularized fágové DNA (označované jako prophage) opakování v hostitelském cytoplazmě jako nízký počet kopií plasmidu z počátek replikace (oriR) pomocí různých phage-kódované proteiny, které také potlačovat lytické fáze. Plasmid prophage je vysoce stabilní a dědí dceřinné buňky po rozdělení buňky bakteriální hostitele. Proto je replikace a rozdělení fágů P1 na dceřiné buňky pevně regulováno. Protein RepA kódovaný fágem spolu s opakovanými sekvencemi v místech incA a incC se podílí na replikaci plazmidového prorokování., Replikace je také ovlivněna methylací stav oriR sekvence v genomu fága a oriC sekvence bakteriálního genomu. Hostitelské faktory jako DnaA, HU, a různé chaperony se podílejí na modifikaci RepA a replikaci cirkularizovaného prorockého plazmidu. Jako bakteriofágy P7 a P22 (které infikují salmonelu sp.), phage P1 využívá dvě represorové molekuly (C1 protein a C4 RNA) k potlačení lytické fáze., Další regulátory patří phage-kódovaný přenos molekul RNA, DNA methyltransferáza (MTR), transkripční antiterminators (Čoi a Ant1/2), a co-repressor protein Lxc. Indukce proroka je vzácná, ale vyskytuje se v reakci na poškození UV zářením a nutriční změny v prostředí hostitele. Do indukčního procesu se podílí hostitelský transkripční faktor Lexa protein. Phage P1 používá jiný původ replikace (oriL) umístěný v genu kódujícím REPL protein pro lytickou fázi., Přibližně 37 virových operanů je transkribováno během lytické fáze bakteriální RNA polymerázou. Polymerázové holoenzyme je tvořen v přítomnosti phage-kódovaný Lpa bílkoviny, jejichž hladiny jsou upraveny v pořadí, v C1 repressor molekuly a bakteriální přísné hladovění bílkovin SspA.

důležitým rysem viru je „generalizovaná transdukce“, kde místo vlastní DNA jsou do fágové hlavy zabaleny velké fragmenty bakteriální hostitelské DNA., Na rozdíl od Lambda fága může generalizovaná transdukce fágem P1 mobilizovat asi 100 kb hostitelské DNA mezi dvěma bakteriálními hostitelskými kmeny. Po transdukci do přijímajícího bakteriálního kmene se bakteriální geny příležitostně integrují do hostitelského genomu rekombinací specifickou pro danou lokalitu. Výsledkem je, že transdukovaná bakterie není lyse a netrpí toxicitou z virové infekce.

hostitelská řada phage P1 je E. coli, která patří do Gammaproteobakterií a Enterobacteriaceae. Proto distribuce tohoto fágu odráží rozložení jeho všudypřítomného hostitele., Přenos viru zahrnuje rovnoměrné proniknutí vnitřní ocasní trubice do periplazmy E.coli a posun základní desky od vnější membrány během kontrakce ocasu. Ocas vlákna vázat na konkrétní hostitelský receptor, který je glukóza skupinu na lipopolysacharid jádro vnější bakteriální membráně. Lytická trans-glykosyláza usnadňuje průnik bakteriální buněčné stěny a vysunutí fágové DNA do hostitele. „SIM“ protein je rychle produkován, který poskytuje imunitu bakteriálnímu hostiteli, s výjimkou jiných invazivních fágů., Při vstupu do hostitele, představil DNA zůstává vázán na dvě phage-kódované proteiny zvané DarA a DarB (MTR a helicase), které činí virové DNA odolné vůči trávení tím, že enterobacterial typu I omezení endonucleases. Od E. coli glykolipidu receptor pro fága P1 je běžné v několika Gram-negativní bakterie, virové částice se mohou adsorbovat na vnější zdi a aplikovat DNA do cytoplasmy mnoha bakterií. U těchto bakteriálních druhů však nemůže podstoupit následnou replikaci., Objev sekvencí připomínajících rekombinázy phage P1 Cre v metaviromech ze složitých prostředí a enterobakterií naznačuje, že k odhalení biologie těchto fágů v různých prostředích a hostitelích je nutná další práce. Komparativní sekvenování genomu virů souvisejících s P1 (např. Neklasifikovaný Punalikevirus viz. phage D6, phage phiW39, phage RCS47, a phage SJ46 identifikovány z různých enterobakterie), je pravděpodobné, že odhalit vhled do románu procesy virové DNA, obalu, webu-specifické rekombinace, a imunitu.