еты на основные вопросы о регуляции транскрипции. Мы можем, например, спросить, как это получается, что большая часть генов профага % может не проявляться на

протяжении многих поколений, а затем при определенных условиях

вновь запускать синтез активных вирусов. Небольшие размеры генома

фага А позволяют надеяться, что мы сможем достаточно точно понять

его устройство1*. Бактерия-хозяин Е. coli К12 также хорошо изучена

с генетической точки зрения; к тому же у этих бактерий есть очень

«удобные» атЬел-супрессоры, благодаря которым можно легко определить мутации у бактериофага. Более того, интегрированный профаг

может подвергаться мутациям практически любого типа, в том числе

и большим делениям, что позволяет исследовать комплементарность с

другими штаммами этого вируса. Известно целое семейство модифицированных дефектных фагов %. Поскольку при исключении из бактериальной хромосомы профаг иногда захватывает соседние гены бактериальной хромосомы, удалось выделить группу транедуцирующих фагов л, т. е. фагов, несущих определенные гены бактериальной хромосомы

и способных передавать эти гены таким бактериям, у которых их нет.

Предположение о возможности подобного переноса генов в геномы

растений и других высших организмов привлекло значительный интерес и вызвало возбужденные дебаты. Другим результатом изучения

фага % явился метод, позволяющий более точно картировать положения генов. 1

а. Контроль на уровне транскрипции

Ответ на вопрос о том, почему гены фага % могут в течение определенного времени не проявлять себя, был дан после того, как был обнаружен репрессорный белок [159, 161]. Один короткий оперон профага % постоянно транскрибируется РНК-полимеразой Е. coli. Этот оперон содержит гены с! и rex. Как показано на рис. 15-22, считывание этих генов начинается с 1-цепей ДНК профага. Белок, кодируемый геном cl, играет роль репрессора. Репрессор представляет собой оли-гомер (чаще всего димер), мол. вес одной субъединицы в котором составляет 27 000, Этот белок связывается с двумя операторными участками ДНК профага. Один оператор (оь) расположен слева, а дру'> В настоящее время нуклеотидная последовательность фага Я-лйлирс^ью расшифрована.— Прим. ре&. *' * , \

L2-оперон

L 1-аперон

?

5'. 3'<

1-цепь

г-цепь

'? о, *

N

rex

0Г1

I

С, tof Си О Р

I OR tR,

t яг

•3' -5'

С

R 1-аперон

РИС. 15-22. Генетическая и физическая карта генома фага К |156]. Более детальная диаграмма области иммунности приведена в работе Honigman А., Ни S-L., Chase R., Szybalski W., Nature (London), 262, 112—116 (1976).

гой (OR) —справа от гена CL (рис. 15-22). Изучение фрагментов ДНК, защищаемых репрессором от воздействия нуклеазы, позволило сделать вывод, что на каждом операторе есть три субучастка, последовательно заполняемых шестью мономерами penpeccopa (слева направо для Оь и справа налево для OR) . Была расшифрована последовательность нуклеотидов в этой области, причем оказалось, что каждый из гипотетичных субучастков имеет ось приблизительной вращательной симметрии второго порядка (т. е. имеет место почти палиндромная последовательность). Каждый субучасток содержит 17 пар оснований, причем одна половина участка содержит последовательность TATCACCGC или очень похожую на нее, тогда как другая половина несколько более изменчива. Возможно, что при связывании димерного penpeccopa с каждым из субучастков его мономеры находятся в квазиэквивалентных конформациях [159].

Блокируя эти операторы, репрессор предотвращает синтез ферментов, необходимых для исключения ДНК фага А, из бактериальной хромосомы, а также для репликации и транскрипции остальных генов.

В действительности дело обстоит сложнее, поскольку, по-видимому, для установления исходного лизогенного состояния необходимы продукты генов раннего левого (сШ) и раннего правого (ell) оперонов, стимулирующих транскрипцию гена cl. Однажды «сработав», эти гены больше не функционируют, так как они никогда не транскрибируются.

Считают, что в клетке есть всего лишь несколько молекул репрессора фага А. В обычном состоянии этого достаточно для того, чтобы поддерживать состояние профага. Вместе с тем ультрафиолетовое облучение бактерии (действующее, по-видимому, опосредовано, через подавление синтеза ДНК) приводит к инактивации репрессора и транскрипции других оперонов фага X.

Транскрипция левого оперона начинается в точке pL. Продуктом первого гена N является белок, разрешающий продолжение транскрипции в точках rL и tR [161]. Этот белок неустойчив — время полужизни его молекул (Г1/2) составляет приблизительно 2 мин {162]. Левосторонняя транскрипция идет через гены ехо и р\ принимающие участие в процессе рекомбинации, и ген xis, необходимый для исключения (excision) фаговой ДНК из хромосомы. При включении ДНК фага А хромосома Е. coli раз|рывается в точках аа' (рис. 15-22) и ДНК включается сразу же справа от gaZ-оперона (рис. 15-1). Теперь транскрипция профага может продолжаться с точки а' на гены бактерии. Трансляция мРНК, транскрибированн