Fago lambda: differenze tra le versioni

Versione delle 19:32, 26 feb 2008

Versione delle 09:48, 19 mar 2008

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==Ciclo vitale del fago lambda==

Una volta che il fago fa il suo ingresso nell'[[ospite (biologia)|ospite]], il suo genoma può integrarsi all'interno del genoma dell'ospite stesso. In questo caso, λ è chiamato ''profago'', e risiede all'interno dell'ospite apparentemente senza arrecare danno. In questa fase il profago duplica con la duplicazione del DNA dell'ospite, che avviene prima di ogni divisione cellulare. Questa fase è quella definita [[Ciclo litico e lisogeno|lisogena]]: il DNA del fago che viene espresso (cioè tradotto in [[proteina]]) in questa fase genera stress alla cellula. La cellula si trova con una netta carenza di energia disponibile, tossine (ad esempio [[antibiotici]]) ed altri fattori che danneggiano la cellula fino a produrle una chiara sofferenza. In questa fase il metabolismo cellulare è fortemente alterato. Il profago si riattiva, il suo DNA viene escissoexciso dal genoma ospite e si avvia il [[Ciclo litico e lisogeno|ciclo litico]]. Il fago riattivato inizia a produrre grandi quantità di [[RNA messaggero|MRNA]] a partire dal proprio DNA, al fine di costituire un elevato numero di unità fagiche. Quando tutte le risorse della cellula sono esaurite a causa dell'assemblaggio di nuovi fagi, la sua [[membrana cellulare|membrana]] viene distrutta ed i fagi prodotti sono riversati all'esterno.

==Genoma del fago lambda==

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* '''N'''. Si tratta di una ''DNA binding protein'' e di un cofattore per la RNA [[polimerasi]] (''RNApol''). Lega il DNA presso i siti ''Nut'' e ne favorisce l'associazione con la RNApol. Altera il riconoscimento dei codoni di stop, attivando di fatto alcuni codoni di stop successivi.

* '''Q'''. Si tratta di un'altra ''DNA binding protein'', di un cofattore per la RNApol. Lega il DNA presso i siti ''Qut'' e ne favorisce l'associazione con la RNApol. Altera il riconoscimento dei codoni di stop, attivando di fatto alcuni codoni di stop successivi.

* '''xis'''. Regola l'escissioneexcisione e l'integrazione del genoma fagico.

* '''int'''. Integrasi. Coordina l'integrazione del genoma fagico all'interno del genoma ospite. A basse concentrazioni, non produce alcun effetto. Se la concentrazione di xis è bassa e di int alta, il fago procede all'inserzione del proprio genoma. Se le concentrazioni di xis e di int sono comparabili, avviene invece l'escissioneexcisione.

* '''A, B, C, D, E, F, Z, U, V, G, T, H, M, L, K, I, J'''. Si tratta dei geni strutturali che compongono ''head'' (''testa'', A-F) e ''tail'' (''coda'', Z-J). L'ordine riportato è quello di posizionamento sul genoma in senso orario. Queste proteine sono in grado di auto-assemblarsi per generare i nuovi fagi.

* '''S, R''' Proteine promotrici della lisi (''lysis'') cellulare (ad opportune concentrazioni).

* '''OP''' La regione ''O'' - ''replication'' - ''P'' contiene promotore della replicazione specifica del genoma fagico.

* '''''sib''''' Non si tratta di una proteina, ma di una sequenza necessaria perché un fago sia funzionale. Forma una struttura a ''hairpin'' (''forcina'') all'interno del trascritto mRNA. Favorisce la degradazione del mRNA da parte della RNAasiIII.

* '''''attP''''' Nemmeno questa sequenza codifica per una proteina. Si tratta della regione su cui agiscono int e xis nell'inserzione ed escissioneexcisione del genoma fagico. Nel genoma ospite è presente una regione corrispondente ''attb''.

==L'integrazione genomica==

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#I promotori P_R e P_L non sono più repressi. La loro conseguente ''accensione'' avvia il ''[[pathway]]'' litico.

==Regolazione di inserzione ed escissioneexcisione==

Come già accennato, inserzione ed escissioneexcisione del genoma fagico sono regolate dalle concentrazioni relative delle proteine xis e int. Possono verificasi due eventi differenti.

# ''xis'' e ''int'' si trovano sullo stesso mRNA (trascritto da P_L). La concentrazione delle due proteine è dunque comparabile. Ciò genera l'escissioneexcisione del genoma fagico.

# La regione al 3' terminale dell'mRNA trascritto da P_L contiene una regione ''sib'' che si ripiega in una struttura secondaria stabile ad ''hairpin''. Tale struttura è bersaglio della RNAsiIII. Cellule sane hanno un'alta quantità di RNAsiIII, che genera concentrazioni molto basse di proteina int. Concentrazioni maggiori di xis rispetto a int non generano alcuna inserzione o escissioneexcisione, lasciando i fagi precedentemente inseriti all'interno e non permettendo alcun altro ingresso. Tale situazione è favorevole dal punto evolutivo perché riduce la competizione tra fagi (dal momento che nessun nuovo fago si inserisce in una cellula già infetta).

===Controllo dell'escissioneexcisione del genoma fagico===

Più in dettaglio, l'escissioneexcisione del genoma fagico risponde ai seguenti eventi molecolari.

#Il genoma fagico è ancora inserito nel genoma ospite e necessita di essere escissoexciso per essere replicato. La regione ''sib'' del promotore normale P_L, infatti, non è presente sui trascritti che si originano dal genoma integrato. Presso la regione ''sib'', infatti, si trova la regione ''attP'' per l'inserzione (si veda l'immagine).

#L'assenza del dominio ''sib'' genera un'assenza della regione ad ''hairpin'', non più attaccabile dalla RNAsiIII.

#Rimanendo intatto il trascritto, esso contiene una copia intera sia di xis che di int, che generano concentrazioni equivalenti delle due proteine.

#Concentrazioni uguali di xis e int generano l'escissioneexcisione del genoma fagico da quello batterico.

==Regolazione di cI e Cro==