Бактериофаг Т4

Бактериофаг Т4 имеет одну двухцепочечную линейную молекулу ДНК, состоящую из 160-103 пар нуклеотидов. В ней закодировано более 150 различных белков, в том числе более 30 белков, участвующих в репликации фаговой ДНК

Схема розрізання конкатемеру фага Т4 Конкатемер ДНК фагу Т4 Кінцеві надлишки Розрізання Геном фагу, що пакується в головку Сайти розрізання Мінімальний геном фагу Фагова прегеномна ДНК являє собою багато копій геномної ДНК, з’єднаних “кінець-в-кінець” Геном кожного фагу має циркулярні пермутації в лінійній генетичній карті Геном кожного фагу має більше інформації, ніж мінімвльний геном

Н. Вісконті та М. Дельбрюк виходили з наступних основних положень: 1) у загальному фонді ДНК батьківські геноми фагів повністю перемішані; 2) кожен геном фага аналогічний цілої хромосомі; 3) при реплікації відбуваються неодноразові спарювання та рекомбінації. Відповідно до цих допущеннями виходить, що геноми Т-парних бактеріофагів проходять близько 5 циклів парування та рекомбінації. На основі цього підходу побудовані генетичні карти бактеріофагів Т4, X, які представляють собою кільце, відповідне кільцевої структурі генома цих бактеріофагів. Кільцева карта рекомбінації побудована і для Т-парного фага Т4, у якого геном в дійсності представлений лінійної молекулою ДНК. Цей парадокс пояснюється тим, що геноми Т4, упаковані в частки фага, мають так звану кінцеву надмірність, що допускає кільцеві перестановки, або кільцеві пермутації генів. Справа в тому, що в головці Т4 укладено ДНК приблизно на 1% більше, ніж відповідає одному геному фага. Додаткові, кінцеві, ділянки фагової ДНК і складають фізичну основу кінцевий надмірності. При зараженні клітки між молекулами такий ДНК відбуваються рекомбінації з об'єднанням декількох геномів у конкатемери. Довгі молекули ДНК, що складаються з декількох геномів, далі реплицируются і рекомбінують знову. При дозріванні бактеріофага Т4 працює принцип «наповнення голівки". При цьому нарізаються молекули ДНК, в яких спостерігаються кінцева надмірність і кільцеві пермутації генів.

32. Генетична карта бактеріофагу лямбда.

Після проникнення в бактеріальну клітину лінійна ДНК бактеріофага λ замикається в кільце бактеріальною лігазою. Геном фагамістить гени, які відповідають за синтез білків головки та хвоста фагової частинки, реплікацію фагової ДНК, лізис бактерії, рекомбінацію(вбудовування фагової ДНК у бактеріальний геном), і кілька регуляторних генів, що кодують фактори транскрипції

33. Інтеграція геному фагу лямбда.

. Интеграция (включение) фагалямбда в хромосому Es heri hia oli и его освобождение из хромосомы (исключение). В фаговой частице ДНК представлена линейной двойной спиралью с неспаренными комплементарными концами. В растворе или в бактериальной клеткелипкие комплементарные концы связываются друг с другом, и разрыв в каждой цепи закрывается с помощью лигазы. После этого замкнутоедвухцепочечное кольцо подходит к хромосоме (между генами gal и Ыо), обе двойные спирали разрываются и образовавшиеся свободные концы воссоединяются крест-накрест. В результате фаговая ДНК оказывается включенной (встроенной, или интегрированной) в хромосому хозяина. Фаг превратился теперь в профаг, и клетка стала лизогенной (в данном случае по фагу лямбда), В результатеобратного процесса может произойтивыключение ДНК фага и переход ее в автономное состояние.

Как только фаг попадает внутрь клетки хозяина, он может интегрировать себя в его ДНК. В этом состоянии λ называютпрофагом, он остается в геноме хозяина, внешне не проявляя своё присутствие. Профаг размножается с каждым делением клетки хозяина.

ДНК профага может экспрессироваться в тех случаях, когда наблюдаются признаки стресса в клетке-хозяине. Стресс может быть вызван голоданием, ядами (например антибиотиком), или другим факторами, которые могут повредить или уничтожить хозяина. В этом случае профаг активируется, выделяет себя из ДНК клетки-хозяина и вводит ее в литический цикл. Активированный фаг уничтожает ДНК хозяина и производит большое количество собственной мРНК, чтобы произвести множество единиц фага. Когда все ресурсы хозяина исчерпаны от построения новых фагов, клетка-хозяин разрушается, клеточная мембрана разрывается, и новые фаги выходят во внешнюю среду^[2].

Інтеграція фагу відбувається на специфічному сайті в бактеріальному геномі att. Послідовність цього сайту назив. attB, тоді як комплементарна послідовність в кільцевому геномі фагу attP. Інтеграція – це послідовний обмін, що відбувається через утворення структурою Холлідея і потребується фагового білка lnt і IHF бактеріального білка. lnt і IHF зв’язуються з attP і формують інтрасому: ДНК-білковий комплекс, що призначений для сайт-специфічної рекомбінації ДНК фагу і хазяїна.

http://chem21.info/info/32963/

34. Генетична карта вірусу SV-40.

Поліомавірус, знайдений в кліт. людини і мавпи. Як і інші поліомавіруси, він являється ДНК вмісним вірусом і може викликати утворення пухлин, але звичайно знаходиться на стадії латентної інфекції.Цим вірусом були заражені мільйони людей, так як в 1960 – х роках їм була заражена вакцина від вірусу поліомієліту.

Семейство:

Polyomaviridae

Род:	Полиомавирусы

Вид:	Simian virus 40

Має ікосаедричний віріон, що вміщує геномну ДНК довжиною 5000 пар основ. Віріон прикріплюється до рецепторів МНС класу А на поверхні клітини за допомогою глікопротеїна VP1. Всередині ядра клітнна РНК полімераза 2 експресує ранні гени. Транскрибована м РНК піддається розрізанню на 2 фрагменти, що кодують великий та малий Т – антигени. Біля 5 % великого Т антигену поступає в плазматичну мембрану клітини, а біля 95% - поступає в ядро. Великий Т антиген зв’язується з 3 сайтами в вірусній ДНК, зв’язування з сайтом 1 і 2 регулює синтез ранніх РНК, зв’язування з другим сайтом проходить в кожному клітинному циклі 2. Звязування з сайтом 1 викликає реплікацію ДНК в місці ори джина реплікації. Збірка віріонів проходить в ядрі клітини.

35. Генетичні карти РНК-вмісних вірусів

1 - параміксовіруси; 2 - віруси грипу, 3 - коронавіруси; 4 - аренавірусів, 5 - ретровіруси; 6 - реовіруси; 7 - пікорнавіруси; 8 - капіцівіруси; 9 - рабдовірусом; 10 - тогавирусам флавівіруси; 11 - буньявіруси
РНК-віруси (РНК-»РНК). не мають ДНК; генетична інформація закодована в РНК. РНК може бути одне і без участия ДНК.

- С помощью этого фермента синтезируются сначала (-) нити РНК фага,

- затем при наличии особого белка, называемого «хозяйским фактором», репликаза осуществляет синтез (+) нити РНК.

- на заключительной стадии из накопившихся вирусных белков и (+) РНК формируются вирионы.

- Упрощенная схема этого процесса такова:

(+) РНК (-) РНК

- Однонитевый (+) РНК-геном характерен для

а) фага Q?,

б) вирусов табачной мозаики,

Вирус табачной мозаики - пример + одноцепочечного вируса растенийвирус не имеет оболочки, спиральный, содержит 2130 идентичных молекул белка капрсида и одну цепь РНК. РНК располагается в спиральном желобке, обрапзованном белковыми субъединицами, и удерживается многочисленными слабыми связями.

Инфекционный процесс, протекающий по схеме (прозрачка 2 внизу), состоит в проникновении вируса в растительную клетку с последующей быстрой утратой им капсида. Затем в результате трансляции непосредственно +одноцепочечной вирусной РНК рибосомами клетки-хозяина образуются несколько белков, часть которых необходима для репликации вирусного генома.

Репликация осуществляется РНК-репликазой, продуцирующей копии РНК для новых вирионов. Синтез белка капсида происходит только после того как инфицировавшая клетку РНК подвергается некоторой модификации, делающей возможным присоединение рибосом клетки к тому участку РНК, которым кодируется этот белок. Сборка вириона начинается с образования дисков из белка капсида. Два таких белковых диска, располагаясь концентрически, образую похожую на бисквит структуру, которая после связывания с ней РНК приобретает форму спирали. Последующее присоединение молекул белка продолжается до тех пор, пока РНК не будет покрыта полностью. В своей окончательной форме вирион представляет собой цилиндр длиной 300 нм.

3) полиомиелита,

4) клещевого энцефалита.

Вторая группа -- это однонитевые геномы с негативной полярностью, т.е. (-) РНК-геномы.

Поскольку (-) РНК не может выполнять функции мРНК, для образования «своих» мРНК вирус внедряет в клетку не только геном, но и фермент, умеющий снимать с этого генома комплементарные копии по схеме:

(-) РНК (+) РНК

- Этот вирусный фермент (РНК-зависимая РНК-полимераза, синтезированная в предыдущем цикле размножения) упакован в вирионе в удобной для доставки в клетку форме.

- Инфекционный процесс начинается с того, что вирусный фермент копирует вирусный геном, образуя (+) РНК, которая выступает в качестве матрицы для синтеза вирусных белков, в том числе РНК-зависимой РНК-полимеразы, которая входит в состав образующихся вирионов

- К вирусам с негативным РНК-геномом относятся

а) вирусы гриппа,

б) кори,

в) бешенства,

г) желтой карликовости картофеля и др.

- схема вируса гриппа

Вирус гриппа - это пример вируса с «-»-одноцепочечной РНК. У него есть оболочка и спиральная сердцевина. Сердцевина состоит из восьми сегментов «-» РНК, которые в комплексе с белками образуют спиралевидные структуры. Каждый сегмент кодирует один из белков вируса. В наибольшем количестве вирус содержит белок матрикса, располагающийся на внутренней стороне оболочки и придающий ей стабильность. Все белки оболочки кодируются вирусной РНК, тогда как липиды являются по своему происхождению клеточными (см. ДНК-содержащие вирусы, сборка). Основные белки оболочки - гемагглютинин и нейраминидаза.

Инфекционный процесс протекает по схеме (прозрачка 2 внизу) начинается с прикрепления вируса к поверхности клетки-хозяина через гемагглютинин. Затем происходит слияние оболочки с клеточной мембраной, нуклеопротеиновая сердцевина (нуклеокапсид) входит в клетку, и кодируемая вирусом РНК-зависимая РНК-полимераза синтезирует + цепи мРНК на вирусных «-» цепях, после чего на рибосомах клетки-хозяина продуцируются вирусные белки. Некоторые из этих белков играют важную роль в репликации вирусного генома.

Репликация происходит в ядре, где с помощью той же, но вероятно, модифицированной РНК-полимеразы образуются «-» цепи РНК. После того как в ядро проступают нуклеокапсидные белки, происходит сборка нуклеокапсида. Затем нуклеокапсид проходит цитоплазму, присоединяя по пути белки оболочки, и покидает клетку, отпочковываясь от ее плазматической мембраны. Считается, что в процессе отпочковывания принимает участие нейраминидаза.

Третью группу составляют двунитевые геномы, (±) РНК-геномы.

36. Організація геному ВТМ

ВТМ – Вірус тютюнової мозаїки – сегментована РНК, віріон ниткоподібний. Відкритий Івановським в 1982р

Як і в більшості вірусів рослин геном ВТМ представлений однією одноланцюговою (+) РНК (тобто кодуючою, такою із якої може йтитрансляція) довжиною 6,4 тисяч нуклеотидів, що кодує чотири гени (два гени полімераз, ген білків-протомерів, і ген білка, необхідного для переміщення через плазмодесми). 5'-кінець цієї РНК містить 7-метилгуанозин, 3'-кінець має виражену вторинну структуру, проте без полі(А) послідовностей

37. Геном вірусу грипу.

Вірус грипу відноситься до так званих РНК вірусів, тобто його генетичний матеріал представлений у вигляді рибонуклеїнової кислоти (РНК). Одна вірусна частка грипу містить 8 фрагментів РНК, кожен їх яких містить певний набір генів, що відповідають за ті чи інші властивості вірусу. РНК вірусу оточена двома оболонками: одна складається з білків, а інша з жирів (ліпідів). Ліпідна оболонка вірусу оснащена двома видами білків: нейрамінідаза (NA) і гемаглютинін (HA). Обидва типи білка беруть участь у механізмі проникнення вірусу в організм людини і розповсюдженні інфекційного процесу. Існує безліч різновидів цих білків. В принципі, унікальність вірусу визначається унікальним набором білків N і H. Існує кілька різновидів вірусу грипу людини - це віруси грипу А, В і С, при цьому вірус грипу С є найбільш нешкідливим і рідко викликає хворобу. Вірус грипу В - більш агресивний і здатний провокувати локальні та регіональні епідемії грипу. Найбільш небезпечним є вірус грипу А. Світові епідемії грипу (пандемії) провокуються саме цим типом вірусу. У людській популяції циркулюють віруси грипу А з набором N1-2H1-5.

38. Реасортація геномів вірусу грипу

Реассортация является формой генетической рекомбинации, наблюдаемой у РНК-вирусов с сегментатированным геномом. Реассортация обнаружена у семейств с 2 (арена- и бирнавирусы), 3 (буньявирусы) 6, 7 или 8 (ортомиксовирусы-грипп) или 10, 11 или 12 (реовирусы) геномными сегментами. В клетках инфицированных двумя родственными вирусами внутри каждого семейства может происходить обмен сегментами с образованием жизнеспособных стабильных реассортивов. Они встречаются в природе и являются важным источником генетической вариабельности. Цель получения аттенуированных реассортантов, пригодных для использования в качестве живой вакцины, состоит в том, чтобы заранее полученным и охарактеризованным аттенуированным штаммам придать необходимую антигенность в соответствии с антигенностью актуальных полевых изолятов вируса.

Характерна особливість грипу – періодичне повторення епідемій, що можуть переростати в пандемії і охоплювати величезні території.

Такий характер хвороби є результатом високої швидкості эволюції вирусів грипу. Одна з найважливіших причин цього – сегментованість їхнього геному, що може спричинити реасортацію генів за умов комбінованної форми інфекції, коли організм хазяїна інфікований одночасно різними підвидами вірусу. В такому випадку виникають нові варіанти збудника, проти яких населення не має імунного захисту.

38. Генетична карта ВІЛ

генетична інформація ВІЛ міститься не в подвійній спіралі ДНК, а в одинарній спіралі рибонуклеїнової кислоти (РНК).

Дата добавления: 2015-11-14