Лизогенный цикл

Некоторые фаги имеют лизогенный цикл (лизогению), при котором хозяйская клетка остается живой, по крайней мере, на время, чтобы продуцировать новый фаг. Поскольку при лизогенном цикле хозяйская клетка не разрушается так быстро, как при литическом цикле, фаги называются умеренными, или невирулентными.

При типичном лизогенном цикле (рис. 11.3) фаговая ДНК в хозяйской клетке не остается автономной (как при литическом цикле), а включается (интегрирует) в бактериальную хромосому. Реже фаговая ДНК не соединяется с хромосомой, а реплицируется одновременно с хромосомой хозяйской бактерии, представляя подобие плазмиды.

Типичный лизогенный цикл фага (лизогения)

Рис. 11.3. Типичный лизогенный цикл фага (лизогения)

Типичный лизогенный цикл состоит из четырех основных этапов.

1. Фаг впрыскивает свою линейную ДНК в хозяйскую клетку (входящая в клетку ДНК называется профагом). Эта ДНК образует петлю, два концевых участка ДНК соединяются.

2. Некоторые гены (называемые ранними) транскрибируются, продуцируя белок-репрессор, выключающий транскрипцию других фаговых генов. А вот фермент, называемый интегразой, продуцируется.

3. Интеграза обеспечивает встраивание профага в специфический участок на хромосоме хозяйской клетки.

4. При репликации хромосомы бактерии встроенный профаг реплицируется как часть хромосомы.

Некоторые инфицированные клетки выживают во время лизогенного цикла, но затем клетки переключаются на литический цикл, приводящий их к гибели. Ключ к циклу, который выберет клетка, — уровень питательных веществ в окружающей ее среде. Когда питательных веществ не хватает, бактерии находятся в состоянии покоя. Поскольку фаги могут вызывать литический цикл только тогда, когда у бактерии активен обмен веществ, голодающие клетки фагам не подходят. Если фаги могут лизогенизировать голодающую бактерию (установить лизогенный цикл), то могут пережить в клетке и до начала активного обмена веществ.

Профаг, встроенный в ДНК бактерии, может удалить себя из бактериальной хромосомы в случае ее повреждения. Частью системы репарации ДНК у бактерий является фермент протеаза, который разрушает репрессор, держащий профаг в хромосоме в «спящем» состоянии. Тогда профаг начинает синтезировать фермент эксцизазу, вырезающий профаг из хромосомы хозяйской клетки. Профаг становится полностью активным, а клетка вступает в литический цикл, приводящий ее к гибели. Этот процесс называется индукцией профага.

При плазмидном типе лизогенного цикла, как только профаг превращается в кольцевую молекулу и репрессируется, он просто прячется в цитоплазме бактерии, реплицируясь синхронно с репликацией хромосомы.


Оставить комментарий

Ваш комментарий