Иммунная система

Иммунная система

(на уровне генома)

Лимфоциты

Имумно-глобулин = антитело

Структура иммуноглобулина

Гипервариабельные области (тяжелая цепь)

Рек

омб

ина

ци

я

Порождение разнообразия

• Разные наборы сегментов• Неточная рекомбинация (неточное

разрезание, добавление нуклеотидов) => CDR на границах сегментов

• Комбинации легких и тяжелых цепей

• Соматическая гипермутация (в CDR)– отбор

Фаги и бактерии

Война потоков информации

Фаг Т4

• 168903 п.н. • ~ 300 белок-кодирующих генов• для ~ 180 известна функция• 8 тРНК

Ранняя транскрипция

• ~ 40 промоторов, узнаваемых хозяйским сигма-фактором

• сильные промоторы• 25-50 молекул белка Alt =>

модификация хозяйской РНК-полимеразы => нарушение узнавания самых сильных хозяйских промоторов (рРНК, 70% транскрипции), снижение в 300 раз

Продукты ранней транскрипции

• Alc – подавляет транскрипцию хозяйской ДНК (с цитозином; фаговая ДНК содержит гидроксиметил-цитозин)

• эндонуклеазы (DenA, DenB), экзонуклеазы (Gp46, Gp47) => деградация хозяйской ДНК

• MotA и AsiA – регуляторы средней транскрипции

Средняя транскрипция

• средние промоторы: – есть (-10)– нет (-15)– MotA-бокс

• MotA, связавшись с MotA-боксом, притягивает РНК-полимеразу

• AsiA, связавшись с РНК-полимеразой, ингибирует транскрипцию с ранних (и оставшихся хозяйских) промоторов

Поздняя транскприция

• собственный сигма-фактор Gp55 + Gp45 и Gp33 (продукты средних генов)

• совершенно другие промоторы

• продукты – структурные гены (головка, хвост, хвостовые отростки)

Уровни экспрессии

генов

Геномная карта фага

промотор хозяина

ранний промотор

средний промотор

поздний промотор

последовательности промоторов

фаг лямбда

жизненный цикл• заражение (через мальтозный порин и PTS)

• входит линейная ДНК, циркуляризуется на липких cos сайтах

• PL => N (antiterminator), PR => Cro (repressor)

• Cro → OR3 ┤PRM => no cI

• антитерминация (boxB на транскрипте, перенос N на РНК-полимеразу)– N → Nut in N => N, cIII, Xis, Int

– N → Nut in cro => cII, OP, Q

• cIII защищает cII от FtsH => лизогенизация– голодающие клетки, множественная инфекция

• обычно – лизис

литический цикл

• OP => репликация– оri в гене О. – О+Р → DnaB (ДНК-полимераза хозяина)– сначала – θ-репликация– потом – катящееся кольцо, разрезание на cos

сайтах, упаковка

• Q (антитерминатор) → Qut (сайт в ДНК) => структурные гены

• R, S => лизис

лизогения• cII => PRE, PI, Pantiq

– PRE => antisense to cro + cI

=> no cro => OR3 свободен => cI=> cI → OR1+OR2 ┤PR => no Cro

• cI ┤ PL

– PI => Int (integration)

– Pantiq => antisense to Q => no head+tail

• cII и cIII не продуцируются

• все останавливается, кроме PRM => cI

• Xis = Int => вырезание

• RNAseIII → sib на конце мРНК => Xis > Int => ничего не происходит

Лизогения и индукция• сI → OR1 ┤PL

=> сI → OR2 (димеризация) => PRM => cI

=> сI → OR2 ┤ PRM => no cI

• UV => разрушение cI (RecA)

=> PR и PL свободны

=> возврат в литический цикл

• no sib => Xis = Int => вырезание

Системы рестрикции-модификации• Клеточная

– рестриктаза разрушает ДНК (неметилированные сайты)

– метилаза защищает (метилирует сайты)– фаг => сайты неметилированы

• избегание палиндромов

– репликация => гемиметилированные сайты защищены

• плазмидная – поддержание в популяции– рестриктаза – токсин

• малая концентрация• высокая устойчивость

– метилаза – антитоксин• высокая концентрация• малая устойчивость

– при входе в клетку сначала экспрессируется метилаза• С-белки, метилирование промотора и т.п.