Escherichia virus P1

Escherichia virus P1 tilhører for Caudovirales og familie Myoviridae. Det er ofte referert til som phage P1, og var en av de første bakteriofager å bli identifisert i koliforme Escherichia coli. Det er representative arter av en liten slekten P1 virus innen Myoviridae, som også inkluderer Aeromonas virus 43., Omfattende studier på phage P1 har bidratt vesentlig til banebrytende utviklingen i 1960-årene i rekombinant DNA-teknologi som involverer stedet-spesifikk rekombinasjon, begrensning endring, og kloning av store fragmenter av DNA.

phage P1 har en stor icosahedral hodet på ca 65-85 nm diameter knyttet til et karakteristisk lang hale av 220 nm lengde. En tube-lignende kontraktile skjede som omgir hale som ender i en base-plate og seks-knekt hale fibre av 90 nm lengde. Den phage hodet omfatter en lineær dsDNA genom av 93 kb., Hele genom sekvens av phage P1 inneheld minst 117 gener og inneholder et stort karakteristiske sekvens redundans på hver 5′ og 3′ enden. Disse overflødige sekvenser er variabel i lengde og varierer fra 10 til 15 kb. Ved innreise til en verts-cellen, viral DNA gjennomgår rask circularization ved rekombinasjon mellom de overflødige sekvenser. Dette homologe rekombinasjon er hjulpet av host-kodet recombinases eller av en phage drevet, site-specific cre-lox rekombinasjon system., I sistnevnte tilfelle, rekombinasjon inntektene mellom to loxP nettsteder ligger på terminal overflødige deler av viral genom ved hjelp av den phage-kodet «bof» protein.

Som andre caudovirales, phage P1 er et temperert bacteriophage som kan vedta lysogenic eller lytiske livsstil. Beslutningen om å delta i en lytiske eller lysogenic fase avhenger av verten miljø og faktorer som påvirker transkripsjon av en monomeric C1 repressor molekyl som regulerer immunitet phage P1., Under lysogeny, den circularized phage DNA (referert til som en prophage) replikater i host cytoplasma som en lav kopier nummer plasmider fra en opprinnelse av replikering (oriR) ved hjelp av ulike phage-kodet proteiner som også undertrykke den lytiske fase. Den plasmider prophage er svært stabil og arvet av dattercellene følgende celledeling av bakterielle vert. Derfor replikering og oppdeling av phage P1 til dattercellene er strengt regulert. En phage-kodet protein RepA sammen med iterated gjenta sekvenser på incA og incC nettsteder deltar i replikering av plasmider prophage., Replikering er også påvirket av metylering status for oriR sekvens på phage genom og oriC sekvens på bakteriell genom. Vert faktorer som DnaA, HU, og ulike chaperones delta i endring av RepA og replikering av circularized prophage plasmider. Som bakteriofager P7 og P22 (som infiserer Salmonella sp.), phage P1 sysselsetter to repressor molekyler (C1 protein og en C4-RNA) til å undertrykke den lytiske fase., Andre regulatorer inkluderer phage-kodet overføring av RNA-molekyler, en DNA-metyltransferase (MTR), transcriptional antiterminators (Coi og Ant1/2), og en co-repressor protein Lxc. Induksjon av prophage er sjeldne, men forekommer i respons til UV-skader og ernæringsmessige endringer i host miljø. En rekke transcriptional faktor LexA protein er involvert i oppstarten prosessen. Den phage P1 bruker en annen opprinnelse av replikering (oriL) ligger innenfor gen-koding Erstatt protein for den lytiske fase., Om lag 37 viral operons er transkribert i løpet av lytiske fase av bakterielle RNA-polymerase. Polymerase holoenzyme dannes i nærvær av en phage-kodet Lpa protein som nivåene er regulert i sin tur av C1 repressor molekyl og en bakteriell strenge sult protein SspA.

En viktig funksjon av viruset er «generalisert transduksjon,» der i stedet for sitt eget DNA, store fragmenter av bakterielle vert DNA er pakket inn i phage hodet., I motsetning til lambda phage, generalisert transduksjon av phage P1 kan mobilisere ca 100 kb vert DNA mellom to bakteriell vert stammer. Ved transduksjon til en mottaker bakteriell belastning, bakterielle gener noen ganger integreres i host genom av nettstedet-spesifikk rekombinasjon. Som et resultat, transduced bakterien ikke lyse og lider ingen toksisitet fra virus infeksjon.

Det vert utvalg av phage P1 er E. coli, som tilhører Gammaproteobacteria og Enterobacteriaceae. Derfor fordelingen av denne phage gjenspeiler dets allestedsnærværende vert., Overføring av virus innebærer uniform penetrasjon av den indre halen rør inn i E. coli periplasm og skift av bunnplaten bort fra den ytre membran under halen sammentrekning. Halen fibrene bindes til en bestemt vert reseptor som er en glukose fraksjonen på lipopolysaccharide kjernen i den ytre bakteriell membran. En lytiske trans-glycosylase legger til rette penetrering av bakterielle cellevegg og utstøting av phage DNA inn i verten. Et «Sim» – protein er raskt produsert som gir immunitet mot de bakterie-vert, for å utelukke andre invaderende fager., Ved innreise til verten, innført DNA forblir bundet til to phage-kodet proteiner som kalles DarA og DarB (en MTR-og helicase) som gjør viral DNA motstandsdyktig mot fordøyelse av enterobacterial skriver jeg begrensning endonucleases. Siden E. coli glycolipid reseptor for phage P1 er vanlig i flere av Gram-negative bakterier, virus partikkel kan adsorbere på ytterveggen og injisere DNA inn i cytoplasma av mange bakterier. Men, det kan ikke gjennomgå påfølgende replikering i disse bakteriearter., Oppdagelsen av sekvenser som ligner phage P1 Cre recombinases i metaviromes fra komplekse miljøer og enterobacteria foreslår at videre arbeid er nødvendig for å løse biologi disse fager i ulike miljøer og vertskap. Sammenlignende genom sekvensering av P1-relaterte virus (f.eks., uklassifisert Punalikevirus viz. phage D6, phage phiW39, phage RCS47, og phage SJ46 identifisert fra ulike enterobacteria) er sannsynlig å avsløre innsikt i romanen prosessene av virus-DNA-pakking, site-spesifikk rekombinasjon, og immunitet.