Иммунная система

Иммунная система
(на уровне генома)
Лимфоциты
Имумноглобулин =
антитело
Структура иммуноглобулина
Гипервариабельные области
(тяжелая цепь)
Рекомбинация
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 РНКполимеразы => 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 РНКполимеразу)
– 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.