Escherichia virus P1

Escherichia virus P1 hører til for Caudovirales og familie Myoviridae. Det kaldes almindeligvis fag P1 og var en af de første bakteriofager, der blev identificeret i coliform Escherichia coli. Det er den repræsentative art af en lille Slægt P1-virus inden for Myoviridae, som også inkluderer Aeromonas-virus 43., Omfattende undersøgelser af fag P1 har bidraget væsentligt til banebrydende udvikling i 1960 ‘ erne i rekombinante DNA-teknologier, der involverer stedspecifik rekombination, restriktionsmodifikation og kloning af store fragmenter af DNA.

fag P1 har et stort icosahedralt hoved på cirka 65-85 nm diameter fastgjort til en karakteristisk lang hale med 220 nm længde. En rørlignende kontraktil kappe omgiver halen, der ender i en bundplade og seks-kinkede halefibre med 90 nm længde. Faghovedet omfatter et lineært dsDNA-genom på 93 kb., Den komplette genomsekvens af fag P1 koder for mindst 117 gener og indeholder en stor karakteristisk sekvensredundans ved hver 5′ og 3′ ende. Disse redundante sekvenser er variable i længde og spænder fra 10 til 15 kb. Ved indtræden i en værtscelle gennemgår det virale DNA hurtig cirkularisering ved rekombination mellem de overflødige sekvenser. Denne homologe rekombination hjælpes af værtskodede rekombinaser eller af et fagdrevet, stedspecifikt cre-lo.-rekombinationssystem., I sidstnævnte tilfælde fortsætter rekombinationen mellem to lo .p-steder placeret på de terminale overflødige regioner i det virale genom hjulpet af det fagkodede “cre” – protein.

som andre caudovirales er fag P1 En tempereret bakteriofag, der kan vedtage lysogen eller lytisk livsstil. Beslutningen om at indtaste enten en lytisk eller lysogen fase afhænger af værtsmiljøet og faktorer, der påvirker transkription af et monomert C1-undertrykkelsesmolekyle, der regulerer immunitet for fag P1., Under lysogeni replikerer det cirkulariserede fag-DNA (benævnt en profage) i værtscytoplasmaet som et lavt kopitalplasmid fra en origin of replication (oriR) under anvendelse af forskellige fagkodede proteiner, der også undertrykker den lytiske fase. Plasmidprofagen er meget stabil og arvet af datterceller efter celledeling af bakterieværten. Derfor er replikation og opdeling af Fagen P1 i datterceller stramt reguleret. En fag-kodede protein Rep sammen med gentaget repeat sekvenser på incA og incC steder deltager i replikation af plasmid prophage., Replikation påvirkes også af methyleringsstatus for oriR-sekvens på faggenomet og oriC-sekvens på bakteriegenomet. Værtsfaktorer som DnaA, HU og forskellige chaperones deltager i modifikation af RepA og replikation af det cirkulariserede profageplasmid. Som bakteriofager P7 og P22 (der inficerer Salmonella sp.) anvender fag P1 To undertrykkelsesmolekyler (C1-protein og et C4 RNA) for at undertrykke den lytiske fase., Andre myndigheder omfatter fag-kodet overførsel af RNA-molekyler, DNA methyltransferase (MTR), transkriptionel antiterminators (Coi og Ant1/2), og en co-repressor protein Lxc. Induktion af profagen er sjælden, men forekommer som reaktion på UV-skader og ernæringsmæssige ændringer i værtens miljø. Et værtstranskriptionsfaktor Le .a-protein er involveret i induktionsprocessen. Fagen P1 bruger en anden Oprindelse af replikation (oriL) placeret i genet, der koder for RepL-protein for den lytiske fase., 37 virale operoner transkriberes under lytisk fase af den bakterielle RNA-polymerase. Polymerase holoen .ymet dannes i nærvær af et fagkodet LPA-protein, hvis niveauer reguleres igen af C1-undertrykkelsesmolekylet og et bakterielt stringent sulteprotein sspa.

et vigtigt træk ved virussen er “generaliseret transduktion”, hvor i stedet for sit eget DNA pakkes store fragmenter af det bakterielle vært-DNA i faghovedet., I modsætning til lambda-Fagen kan generaliseret transduktion af Fagen P1 mobilisere omkring 100 kb værts-DNA mellem to bakterielle værtsstammer. Efter transduktion i en recipient bakteriestamme, de bakterielle gener lejlighedsvis integreres i værtsgenomet ved stedspecifik rekombination. Som et resultat lyser den transducerede bakterie ikke og lider ingen toksicitet fra virusinfektion.

værtsområdet for fag P1 er E. coli, der hører til Gammaproteobakterier og Enterobacteriaceae. Derfor afspejler fordelingen af denne fag den af dens allestedsnærværende vært., Overførsel af virussen involverer ensartet indtrængning af det indre halerør i E. coli periplasma og forskydning af bundpladen væk fra den ydre membran under halekontraktion. Halefibrene binder til en specifik værtsreceptor, der er en glukosedel på lipopolysaccharidkernen i den ydre bakteriemembran. En lytisk trans-glykosylase letter penetration af bakteriecellevæggen og udstødning af fag-DNA i værten. Et” Sim ” – protein produceres hurtigt, der giver immunitet mod bakterieværten, undtagen andre invaderende fager., Ved indtræden i værten forbliver det indførte DNA bundet til to fagkodede proteiner kaldet DarA og DarB (en MTR og helikase), der gør det virale DNA resistent over for fordøjelse ved enterobakterielle type i-restriktionsendonukleaser. Da E. coli glycolipidreceptoren for fag P1 er almindelig i flere Gram-negative bakterier, kan viruspartiklen adsorbere på ydervæggen og injicere DNA i cytoplasmaet fra mange bakterier. Det kan dog ikke gennemgå efterfølgende replikation i disse bakteriearter., Opdagelse af sekvenser, der ligner fag P1 Cre rekombinaser i metaviromes fra komplekse miljøer og enterobakterier antyder, at yderligere arbejde er nødvendigt for at afsløre biologien af disse fager i forskellige miljøer og værter. Komparativ genomsekvensering af P1-relaterede vira (f.eks. fag D6, fag Phi .39, fag RCS47 og fag SJ46 identificeret fra forskellige enterobakterier) vil sandsynligvis afsløre indsigt i nye processer med viral DNA-emballage, stedspecifik rekombination og immunitet.