45. Бактеріофаги з рнк-геномом.

Фаги з одноланцюговою інфекційною РНК – R17, MS2,Qβ. РНК цих фагів на початку інфекції служитьмРНК, тобто може безпосередньо транслюватися, утворюючи білки, частина яких необхідна для реплікації вірусної РНК. Ці віруси мають вигляд ізометричних частинок діаметром 25 нм.У клітинах бактерій геном фага транслюється з утворенням трох білків: субодиниця РНК- реплікази, білки оболонки й А білок (білок дозрівання).Синтезована субодиниця РНК-реплікази об’єднюється з трьома білками господаря і утворює вірус-спецефічну РНК-репліказу, після чого починається транскрипція вірусної РНК та її реплікація. MS2 – одноланцюгова РНК.Після проникнення і роздягання РНК взаємодіє з рибосомами клітини господаря, де транслюються 4 білки:білок А, білок оболонки, білок лізису і РНК-репліказа. Фагова РНК, яка є +ланцюгом, може діяти як мРНК. Вона транскрибується фаговою РНК-полімеразою, що синтезує мінус-ланцюг РНК, використовуючи фагову РНК як матрицю. Молекула +РНК утворюється на –РНК. Нові +РНК ланцюги служать як мРНК для продовження синтезу фагового білка. Для синтезу білка оболонки найбільш доступний є АУГ – стартовий сайт. Ці молекули білка оболонки збільшуються кількісно і накопичуються навколо АУГ стартового сайту РНК, зупиняючи синтез РНК-реплікази.Для повного збирання фага потрібно 180 молекул оболонки. Лізис починається коли білок оболонки придатний для збирання фагової частинки. Бактеріофаг Qβ – містить малу одноланцюгову РНК. Геном (+РНК ланцюг) використовується як матриця для для формування реплікаційної дволанцюгової форми, що має +ланцюг і комплементарний – РНК ланцюг. Коли РНК залежна РНК-полімераза використовує реплікативну форму як матрицю, продуктом є геномна +РНК, що йде в геном фагового покоління. Після збирання фага відбувається лізис клітини господаря, каналізований фагакодуючим літичним ферментом.

45. Цикли розвитку вірулентних та помірних бактеріофагів.

Після абсорбції та введенні фагової ДНК відбувається реплікація ДНК-геномів.

Розрізняють декілька основних схем реплікації ДНК-геномів. Перша з них реплікація геномів з механізмом кільця що котиться. Для реалізації цього механізму молекула нуклеїнової кислоти повинна початково мати, або відтворити, двониткову кільцеву структуру. Ця реплікація включає:1)внесення однониткового розриву 2)звільнений з 3’ кінця нуклеотид служить затравкою для ДНК-полімерази 3)ДНК-полімераза приєднює нуклеотиди комлементарнодо замкнутого ланцюга. 5’ кінець витісняється 4)Після того як ре плікативна вилка завершить трохи більше одного повного оберту, витіснений ланцюг замкнеться у кільце. Отже, заново синтезована нитка, яка має послідовність геномної, стає компонентом ре плікативної форми, а батьківська – вільною.

Інша схема – реплікація ДНК за схемою Кернса:1)вірусспецефічний білок зв’язується з точкою ori і розплітає двониткову структуру 2) праймазасинтезує дві РНК-затравки. Утворюються дві реплікативні вилки, як і рухаються в різні напрямки. Утвор. Тете-стуктура 3) топоізомераза вносить точкові однониткові розриви, що одразу лігуються 4) утворюються два двониткові кільця, де батьківські ланцюги з’єднані між собою. Роз’єднання здійснює топоізомераза 2, яка вносить двониткові розриви. Наступним етапом є здійснення ранньої та пізної експресії генів. Ранні гени контролюють утворення ферментів, задіяних у реплікації ДНК фага. Ці ферменти синтезуються у великій кількості, тому й синтез ДНК відбувається швидко. Після ранніх подій у фаговому реплікативно циклі модифікується РНК-полімераза, що призводить до закінчення синтезу ранніх фагових білків. РНК-полімеразні кори зв’язується з новими фагоспецефічними сигма-факторами, що контролюють транскрипцію пізніх генів. Ця зміна у сайті рекогніції РНК- полімерази збігається з початком синтезу пізніх білків.Пізні фагові білки входять до складу капсиду і відповідають за його структуру. Хвіст і хвостові відростки утворюються білками що кодуються різними генами. В клітині утворюється «фонд попередників». Збирання віріонів фага Т4: 1)Базальна пластинка формується з 15 білків. Пластинка містить декілька молекул ферментів.2)Зібрана пластинка слугує затравкою для збирання стрижня. Навколо стрижня відбувається збирання чохла3)Збирання оболонки головки 4) обєднання головки і відростків 5)приєднання нитки відростка.На заключному етапі включається функція фага яка відповідає за руйнування оболонки.

Що до помірних фагів, то стабільність підтримання лізогенного стану забезпечується синхронною реплікацією профага і геному бактерій за наявності білка репресора, який виключає всі гени,що мають відношення до літичного циклу. Включення ДНК профага в хромосому господаря відбувається в результаті розриву і перехресного з’єднання.З цю реакцію відповідає Лямда-інтеграза. Вона розпізнає дві різні, не гомологічні послідовності нуклеотидів і тісно зближує одна до одної, потім вони розриваються і знову з’єднюються навхрест. Після інфікування клітини фаг оберає шлях по якому розвиватиметься і він залежить від співвідношення сІ і сro генах функціональних продуктів. Після переходу профага у вегетативний стан відновлюється автономність фагової ДНК і починається розмноження фага. Фагова ДНК вищеплюється точно у місці де була інтеграція. Але інколи процес ви щеплення проходить не точно і тоді до фагової ДНк приєднюється фрагмент бактерійної. Лізогенізуючий фаг в такому випадку проводить процес трансдукції при перенесенні цього фрагменту в інші бактерії.