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1、第9卷第4期河南教育学院学报(自然科学版)Vol.9No.42000年12月JournalofHenanEducationInstitute(NaturalScience)Dec.2000文章编号:1007-0834(2000)04-047-03λ噬菌体的溶原和溶菌过程与基因表达的时序控制张安世(焦作教育学院,河南焦作454150)摘要:本文从λ噬菌体的生活周期入手,介绍了λ噬菌体的基因组结构及基因的表达过程和方式,展示了λ基因组表达的时间流程.关键词:λ噬菌体;溶原;溶菌;基因;操纵子中图分类
2、号:TH111文献标识码:A生物的生长发育过程,基因表达按一定的时为裂解循环,也称溶菌途径.λ-DNA处于溶原状间程序而展现,此即时序控制.时序控制是一种适态时,其溶菌能力并没有消失,只是处于潜伏状态应调控,是在历史进化过程中形成的.有关时序控不表达而已,一旦条件合适,它就会转入溶菌途制以λ噬菌体的形成过程研究得比较清楚,λ噬菌径,释放出子代噬菌体并破坏宿主细胞.体的溶原及溶菌途径的建立即体现了基因表达的2λ噬菌体基因组时序控制.λ噬菌体是一种中等大小的噬菌体,它的基1λ噬菌体的溶原及溶菌途径因
3、组由双链线性DNA分子组成,大约有46个编λ噬菌体是以大肠杆菌为宿主的一种温和噬码蛋白质的基因和一些识别位点.λ基因调控的菌体,能在细菌中大量繁殖.λ噬菌体感染大肠杆主要手段是转录水平上的调控,它不但包括起始菌以后,可将其基因组整合到细菌染色体上,并成和终止,而且还包括溶菌或溶原途径的选择.为细菌基因组的一部分,随着染色体DNA的复制λ基因组可分为四大簇,它们分别是调节区、而复制,这种整合有噬菌体基因组的细菌称为溶重组区、复制区和结构基因区(包括与头、尾部合原细菌,这一过程称为溶原途径.同时,λ
4、-DNA进成及组装、裂解有关的基因(图1)).入大肠杆菌后,能利用大肠杆菌体内的酶和代谢原料进行自身复制,并合成噬菌体基因的各种产物,组装出许多子一代的噬菌体颗粒,最终使宿主图1λDNA基因图细胞裂解死亡,释放出子一代噬菌体,这一过程称收稿日期:2000-03-15作者简介:张安世(1965—),男,河南博爱人,焦作教育学院讲师.·47·图2λ噬菌体的调节基因和转录次序图nutL、nutR为N蛋白结合位点,qut为Q蛋白结合位点,其他见正文λ拥有6个调节基因,cⅠ、cro、N、Q、cⅡ、cⅢ,为
5、R链.根据操纵子转录的先后可把转录分为早λ噬菌体的溶原和裂解两个生活史的发育过程是期、晚早期和晚期等3个时期.L1和R1为早期转在这6个调节基因的控制下进行的(图2).N蛋白录产物,它们分别由PL和PR启动.L1和R1mPNA抗终止tl1、tR2和tR2;Q蛋白抗终止子tR4;Cro蛋分别翻译出调节蛋白N蛋白和Cro蛋白.L1和R1白对cI和cro基因的转录起负调控作用,cⅠ、分别在终止子tL1和rR1上停止转录,但由于N基cⅡ、cⅢ基因与噬菌体的溶原状态有关,其中CⅢ因的表达,其产物N蛋白的抗
6、终止子功能使L1和蛋白不仅能稳定cⅡ蛋白,cⅡ-cⅢ复合物还具有R1继续转录,形成L2和R2mRNA,翻译成cⅢ和激活启动子PE,启动cⅠ基因表达的功能.cⅠ蛋cⅡ蛋白,以及DNA复制必需的O及P蛋白.因N白是λ阻遏物,能抑制与DNA复制、成熟和裂解蛋白对tR2也具有抗终止子作用,转录便可进行有关的基因转录,使λ噬菌体处于溶原状态.重组到tR3,翻译出Q蛋白,因此R2、L2、R3是晚早期转区基因产物控制λ的整合与割离,由xis编码割离录产物.晚期的转录是从PR2开始转录,先到达终酶,int编码整
7、合酶,整合酶作用位点是att.DNA链止子tR4,由于Q蛋白对它们的抗终止子作用,转在整合酶的作用下由此断开,并整合到细菌染色录继续进行,使基因组头、尾部蛋白及组装、裂解体上.有关的基因全部表达.λ噬菌体基因组有6个启动子,PL、PR分别负4溶原化循环和溶菌途径的建立责启动向左、向右的转录,PE、PM是转录cⅠ基因当λDNA侵入宿主细胞后,溶原和裂解途径的两个启动子,PE主管建立溶原,PM主管维持溶的最初过程是相同的,两者均要求前早期和晚早原.PE的启动需要cⅡ、cⅢ蛋白.PⅠ启动int基因,期
8、基因的表达,然后发生歧化.前早期和晚早期基PI的起动也需要cⅡ-cⅢ蛋白.PR2(或PR)是最因表达最终产生cI蛋白,使λ进入溶原状态,而晚强的启动子,负责后期一切基因的转录.PL、PE、期基因表达使λ进入裂解循环,两个途径不是截PM、PI是启动左向转录,而PR1、PR2则启动右向转然分开的.录.在这6个启子中,其中PR、PL、PE、PM位于调节溶原化循环包括3个阶段:溶原的建立、保持区内.和噬菌体的释放.第一个阶段是λDNA整合到宿3λ噬菌体的转录主染色体上,成为前噬菌体状态.第二个阶段是λλ
