Escherichia virus P1
Escherichia virus P1 a Caudovirales rendjébe és a Myoviridae családjába tartozó faj. Ezt általában P1 fágnak nevezik, és egyike volt az első bakteriofágoknak, amelyeket a coliform Escherichia coli-ban azonosítottak. Ez a myoviridae kis nemzetség P1 vírusának reprezentatív faja, amely magában foglalja az Aeromonas virus 43-at is., A P1 fágról végzett kiterjedt vizsgálatok jelentősen hozzájárultak az 1960-as évek úttörő fejlődéséhez a rekombináns DNS-technológiákban, beleértve a helyspecifikus rekombinációt, a restrikciós módosítást és a nagy DNS-fragmensek klónozását.
a P1 fágnak körülbelül 65-85 nm átmérőjű, nagy ikozaéderes feje van, amely egy jellegzetes, 220 nm hosszú farokhoz van rögzítve. A farokot egy csőszerű kontraktilis köpeny veszi körül, amely egy alaplemezen végződik, és a 90 nm hosszú, hatszögletű farokrostok. A fágfej egy 93 kb-os lineáris dsDNA genomot foglal magában., A P1 fág teljes genomszekvenciája legalább 117 gént kódol, és mindegyik 5′ és 3′ végén nagy jellemző szekvencia redundanciát tartalmaz. Ezek a redundáns szekvenciák hossza változó, tartománya 10-15 kb. A gazdasejtbe való belépéskor a vírus DNS gyors cirkularizáción megy keresztül a redundáns szekvenciák közötti rekombinációval. Ezt a homológ rekombinációt gazdagép által kódolt rekombinázok vagy fágvezérelt, helyspecifikus cre-lox rekombinációs rendszer segíti., Ez utóbbi esetben a rekombináció a vírusgenom terminális redundáns régióiban található két loxP-hely között folytatódik, amelyet a fág-kódolt “cre” fehérje segít.
mint más caudovirales, a phage P1 egy mérsékelt bakteriofág, amely lizogén vagy litikus életmódot képes elfogadni. A litikus vagy lizogén fázisba való belépésre vonatkozó döntés a gazdaszervezet környezetétől és a monomer C1 represszor molekula transzkripcióját befolyásoló tényezőktől függ, amelyek szabályozzák a P1 fág immunitását., A lizogénezés során a cirkularizált fág DNS (amelyet prófétának neveznek) a gazdasejt citoplazmájában replikálódik, mint a replikáció (oriR) eredetéből származó alacsony példányszámú plazmid, különféle fág-kódolt fehérjék felhasználásával, amelyek szintén elnyomják a litikus fázist. A plazmid nagyon stabil, és a bakteriális gazdaszervezet sejtosztódását követően a lánysejtek öröklik. Ezért a P1 fág leány sejtekbe történő replikációja és particionálása szigorúan szabályozott. A fág-kódolású protein RepA, valamint az inka és az inccc helyszíneken iterált ismétlési szekvenciák vesznek részt a plazmid prophage replikációjában., A replikációt befolyásolja az oriR szekvencia metilációs állapota a fággenomban és az Oric szekvencia a bakteriális genomban. A dnaa, HU és a különböző chaperonok részt vesznek a RepA módosításában és a körkörösen prophage plazmid replikációjában. Mint a P7 és P22 bakteriofágok (amelyek megfertőzik a Salmonella sp-t.), a phage P1 két represszor molekulát (C1 fehérjét és C4 RNS-t) alkalmaz a litikus fázis elnyomására., Más szabályozók közé tartozik a fág-kódolású transzfer RNS-molekulák, a DNS-metiltranszferáz (MTR), a transzkripciós antiterminátorok (Coi és Ant1/2), valamint egy társ-represszor protein LXC. A prophage indukciója ritka, de az UV-károsodás és a gazdaszervezet környezetében bekövetkező táplálkozási változások hatására jelentkezik. Az indukciós folyamatban egy host transzkripciós faktor LexA fehérje vesz részt. A P1 fág a replikáció (oriL) egy másik eredetét használja, amely a RepL fehérjét kódoló génben található a litikus fázisban., Körülbelül 37 vírusos operont ír le a litikus fázisban a bakteriális RNS-polimeráz. A polimeráz-holoenzim egy fág-kódolású Lpa-fehérje jelenlétében keletkezik, amelynek szintjét viszont a C1 represszor molekula és egy bakteriális SSPA fehérje szabályozza.
a vírus egyik fontos jellemzője az “Általános transzdukció”, ahol a saját DNS helyett a bakteriális gazdaszervezet DNS nagy töredékeit csomagolják a fágfejbe., A lambda fágtól eltérően a P1 fág által végzett generalizált transzdukció körülbelül 100 kb gazdaszervezet DNS-t képes mozgósítani két bakteriális gazdatörzs között. A recipiens baktériumtörzsbe történő átalakításkor a bakteriális gének alkalmanként integrálódnak a gazdaszervezet genomjába helyspecifikus rekombinációval. Ennek eredményeként a transzducált baktérium nem lyse, és nem szenved toxicitást vírusfertőzés.
a P1 fág gazdaszervezete az E. coli, amely a Gammaproteobaktériumokhoz és az Enterobacteriaceae-hez tartozik. Ezért a fág eloszlása tükrözi a mindenütt jelenlévő gazdaszervezetét., A vírus átvitele magában foglalja a belső farokcső egyenletes behatolását az E. coli periplazmába, valamint az alaplemez eltolását a külső membrántól a farok összehúzódása során. A farokrostok egy specifikus gazdaszervezet receptorhoz kötődnek,amely a külső bakteriális membrán lipopoliszacharidmagján lévő glükózrész. A litikus transzglikoziláz elősegíti a baktériumsejt falának behatolását és a fág DNS kiürülését a gazdaszervezetbe. Gyorsan létrejön egy ” Sim ” fehérje, amely immunitást biztosít a bakteriális gazdaszervezetnek, kivéve más behatoló fágokat., A gazdaszervezetbe való belépéskor a bevitt DNS két fág kódolt fehérjéhez, a DarA-hoz és a DarB-hoz (egy MTR-hez és helikázhoz) kötődik, amelyek az I. típusú enterobaktérium-restrikciós endonukleázok révén a vírus DNS-t ellenállóvá teszik az emésztéssel szemben. Mivel a P1 fág E. coli glikolipid receptora számos Gram-negatív baktériumban gyakori, a vírusrészecske adszorbeálhat a külső falra, és DNS-t injektálhat számos baktérium citoplazmájába. Ezekben a baktériumfajokban azonban nem lehet későbbi replikációt végezni., A P1 Cre-rekombináns fágokra emlékeztető szekvenciák felfedezése komplex környezetekből és enterobaktériumokból származó metavirómákban azt sugallja, hogy további munkára van szükség e fágok biológiájának feltárásához különböző környezetekben és gazdaszervezetekben. A P1-hez kapcsolódó vírusok (pl. Nem osztályozott Punalikevirus viz) összehasonlító genomszekvenálása. fág D6, fág phiW39, fág RCS47, és fág SJ46 azonosított különböző enterobaktériumok) valószínűleg felfedi betekintést új folyamatok virális DNS csomagolás, helyspecifikus rekombináció, és immunitás.