Электростатическая карта генома бактериофага Т7. Сравнительный анализ электростатических и функциональных свойств промоторов Т7 ДНК

• Автор: Бескаравайный, Петр Михайлович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТТБАКТЕРИОФАГА.

1.1. Генетическая и физическая карта генома.

1.2. Белки бактериофага Т7.

1.3. Общие механизмы регуляции экспрессии Т7 генома.

2. ГЛАВА II. ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПРОМОТОРНОПОЛИМЕРАЗНОГО УЗНАВАНИЯ РНКПОЛИМЕРАЗОЙ

Е.СОЫ Еа.
2.1. Промоторныс детерминанты, кодируемые нуклеотидной последовательностью промоторной ДНК.

2.1.1. и области промоторной ДНК.

2.1.2. Спейсерный участок промоторной ДНК.

2.1.3. Динуклеотид ТС характеристический сигнальный элемент промоторов ех1епс1е1.
2.1.4. иРэлемснт промоторной ДНК.
2.2. Роль физикохимических свойств промоторной ДНК
в функциональной активности промоторов.
2.2.1. Легкоплавкие участки в промоторной ДНК.
2.2.2. Формирование устойчивого изгиба в промоторной ДНК.
2.2.3. Электростатические свойства промоторной ДНК.
3. ГЛАВА Ш РНКПОЛИМЕРАЗА БАКТЕРИОФАГА Т7. ПРОМОТОРНОПОЛИМЕРАЗНОЕ УЗНАВАНИЕ.
3.1. Общая характеристика Т7 РНКполимеразы последовательность, третичная структура, доменная организация.
3.2. Характеристика стадий взаимодействия Т7 РНКполимеразы с промоторной ДНК.
3.3. Промоторная специфичность родственных РНКполимераз фагов Т7, ТЗ, К и БРб.
6 7
3.4. Сайты промоторной специфичности в структуре Т7 РНКполимеразы.
3.5. Рентгеноструктурный анализ комплекса Т7 РНК полимеразы с консенсусным промотором.
ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ
1. ГЛАВА I. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ КАРТА ПОЛНОГО ГЕНОМА БАКТЕРИОФАГА Т7. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПРОМОТОРНЫХ И НЕПРОМОТОРНЫХ УЧАСТКОВ ГЕНОМНОЙ ДНК.
1.1. Профиль распределения электростатического потен циала вокруг нуклеотидной последовательности Т7 генома.
1.2. Сравнительный анализ электростатических свойств промоторной и непромоторной ДНК в геномах Е. соИ и Т7 фа га.
2. ГЛАВА II. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ и функциональных свойств промо
ТОРОВ Т7 ФАГА, УЗНАВАЕМЫХ РНКПОЛИМЕРАЗОЙ Е.
СОЫ Ео.
3. ГЛАВА III. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ и функциональных свойств промо
ТОРОВ Т7 ФАГА, УЗНАВАЕМЫХ Т7 ФАГОСПЕЦИФИЧНОЙ РНКПОЛИМЕРАЗОЙ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Жизненный цикл бактериофага можно условно разделить на две стадии пассивную, когда фаговые частицы имеют вид оформленного вириона и находятся вне клетки хозяина, и активную с момента взаимодействия фага с клеточной стенкой бактерии до лизиса бактерии и высвобождения зрелых вирионов во внешнюю среду. Нас интересует именно активная стадия, которая начинается закреплением фага на клеточной стенке бактериальной клетки. На ранних этапах инфекции бактериофаг Т7 использует транскрипционную систему хозяина как для внедрения своего генетического материала, так и для наработки достаточного количества собственных белков, необходимых для дальнейшего нормального функционирования фагового генома , 1. Постепенно, по мерс наработки собственного фермента, активность РНКполимеразы хозяина блокируется белками бактериофага и начинается накопление копий фагового генома. На третьем этапе ингибируется создание новых копий геномной ДНК, происходит сборка капсидов, а также процессы дозревания ДНК бактериофага , 8. Завершается активная стадия цикла лизисом бактериальной клетки и высвобождением зрелых частиц фагов во внешнюю среду. Необходимо отметить строгое разграничение всех трех функциональных этапов по времени и непосредственно связанное с этим, достаточно четкое разделение генов бактериофага на три класса по времени их экспрессии. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ КАРТА ГЕНОМА. Геном бактериофага Т7 является одним из наиболее мелких геномов. Кго ДНК состоит из 7 пар нуклеотидов, последовательность которых расшифрована . Почти генома занимают кодирующие последовательности для генов, которые плотно упакованы в молекуле ДНК и, как правило за исключением 5и не перекрываются друг с другом I . . I. I . Генетическая карта Т7 генома представлена на рис 1. Гены Т7 фага лт i i i i миг ни 1 iiiiiii I Л I 1 i I ,2. I I 1 . Рис. Генетическая и физическая карта Т7 ДНК . Кодирующие последовательности генов обозначены открытыми прямоугольниками, терминирующие повторы указаны более мелкими окрашенными квадратами. Показаны позиции промоторов и терминаторов транскрипции. Нижняя шкала линейная карта, где 0 соответствует 1 нуклеотиду, а 0 7 нуклеотиду. БЕЛКИ БАКТЕРИОФАГА Т7. Характеристика белков, кодируемых Т7 генами, суммирована в таблице 1. Белки и соответствующие им гены по своим функциональным и временным характеристикам могут быть объединены в три большие группы. I группа ранние белки, они синтезируются на ранних этапах инфекции, их экспрессия контролируется РНКполимеразой . Еа. Функции этих белков связаны с преодолением рестрикции ДНК фага ферментами хозяина и переключением экспрессии с генома . Т7 геном. Главным белком, синтезируемым в этот период, является Т7 фагоспецифичная РНКполимераза, кодируемая геном 1. Этот фермент осуществляет синтез РНК с остальной части генома, которую составляют поздние гены Т7 ДНК. Поздние гены подразделяются на две группы. Белки, кодируемые генами II группы, ответственны за метаболизм фаговой ДНК. Гены III группы кодируют структурные белки и белки, участвующие в сборке фаговой частицы. Некодирующие последовательности Т7 ДНК, составляющие 8 е длины, содержат сигнальные элементы транскрипции промоторы и терминаторы и процессинга синтезированных РНК РНКазные сайты, а также сайты инициации репликации рис. Кроме того, некодирующие 0членные последовательности, имеющие упорядоченную структуру и содержащие идеальный прямой повтор, находятся на обоих концах зрелой Т7 ДНК. Таблица 1. Название белка Название гена Положение в геноме и. Длина и. Т7р Осг ген 0. Т7р ген 0. Т7р ген 0. Т7р ген 0. Т7р ген 0. РНКполимеразу Ес и ряд факторов инициации трансляции . Т7 РНКполимераза ген 1. Т7р ген 1. ГТФ трифосфогидролазы ген 1. Т7 фага на штамме . ДИКлигаза ген 1. Т7р ген 1. Т7р ген 1. Т7р ген 1. Т7р ген 1. Т7р ген 1. Т7р, протеин I ген 2. Протеин Т7р 8Р 25 ген 2. Т7р ген 2. Т7р ген 3. Т7р ген 4. Т7р ген 4. Т7р ген 4. Т7р ген 4. Т7р ген 4. Т7р ген 5. Т7рЗ 1 гены 5. Т7р ген 5. Н протеин Е. Т7рЗЗ ген 5. ВСи нуклсазы экзонуклеаза V ген 5.