Лизоге́нный цикл , или лизогени́я ( англ. Lysogenic cycle ) — тип жизненного цикла бактериофагов , при котором фаг встраивает свой геном в геном бактерии и удваивается при каждом делении клетки (такая стадия жизненного цикла вируса называется профагом ), то есть не убивает клетку-хозяина сразу, в отличие от литического цикла . Фаги, имеющие лизогенный жизненный цикл, называются умеренными. Многие фаги могут переходить от литического цикла к лизогенному и обратно .

Механизм и регуляция

Лизогения запускается при блокировке литического цикла. Так, баланс между литическим и лизогенным циклом у фага λ зависит от двух белков : репрессора, необходимого для лизогении, и белка Cro, без которого полный литический цикл невозможен. Эти белки синтезируются на ранней стадии и при литическом цикле, и при лизогенном. Эти два белка конкурируют за связывание с определённым оператором . Если белок cII , необходимый для перехода к лизогении, сможет стимулировать образование такого количества репрессора, чтобы он противодействовал Cro, то будет сохраняться лизогения, в противном случае фаг переключится на литическую программу . Именно белок-репрессор, кодируемый геном cI , поддерживает лизогению и блокирует транскрипцию ранних генов литического цикла, связываясь с ключевыми операторами O _L и O _R , предотвращая транскрипцию гена cro , без белкового продукта которого литический цикл невозможен. Чтобы связываться с операторами, репрессор должен иметь димерную форму. Более того, для поддержания лизогении необходимо присутствие его димеров. Репрессор связывается с ДНК с помощью мотива «спираль-поворот-спираль» , причём димеры репрессора связываются с оператором кооперативно .

Лизогенный фаг делает бактериальную клетку невосприимчивой к заражению фагами, которые имеют такую же область невосприимчивости. Область невосприимчивости — это участок ДНК , который содержит левый и правый операторы, гены cI и cro .

Связывание репрессора λ с операторами одновременно блокирует литический цикл и поддерживает синтез самого репрессора. Он связывается с оператором O _L и блокирует транскрипцию гена N, способствующему переходу к литической фазе, а связывание репрессора с O _R не только блокирует транскрипцию гена cro , но и необходимо для транскрипции гена cI , который и кодирует репрессор .

Для развития полноценного лизогенного цикла необходима экспрессия генов cII и cIII . Их белковые продукты необходимы, чтобы РНК-полимераза начала транскрипцию генов, кодирующих белки лизогении, кроме того, cIII защищает cII от деградации . Одновременно подавляется экспрессия cro и стабилизируется экспрессия репрессора .

Когда репрессор образует контур поддержания собственного синтеза, ДНК фага в геномную ДНК бактерии. Встраивание обеспечивается белковым продуктом гена int , который также входит в лизогенный регуляторный контур .

Примечания

Литература

• Кребс Дж., Голдштейн Э., Килпатрик С. Гены по Льюину. — М. : Лаборатория знаний, 2017. — 919 с. — ISBN 978-5-906828-24-8 .
• Jeremy W. Dale, Simon F. Park. . — 4th Edition. — John Wiley & Sons, Ltd, 2004. — ISBN 0-470-85084-1 .