용원성 파지는 어떻게 프로파지를 형성할 수 있나요?

Question

안녕하세요. 용균성 파지와는 달리 람다파지와 같은 용원성 파지는 자신의 DNA를 숙주세포에 유입시켜서 이를 핵양체에 집어넣어서 프로파지를 만든다고 하는데요, 어떻게 선형의 DNA를 주입시켜서 환형의 핵양체 앞에 주입할 수 있는지 궁금합니다.

Answer 1

용균성 파지와 달리 람다 파지는 코헤시브 말단이라는 독특한 DNA 구조 덕분에 자신의 선형 DNA를 숙주세포의 환형 염색체에 통합시킬 수 있습니다.

람다 파지가 숙주세포에 DNA를 주입하면, 이 선형 DNA의 양 끝에 있는 단일 가닥의 코헤시브 말단이 서로 상보적으로 결합합니다. 이 결합으로 인해 파지 DNA는 자연스럽게 환형으로 변하게 됩니다.

이렇게 환형이 된 파지 DNA는 인테그라아제라는 효소의 작용으로 숙주세포의 염색체에 특정 부위와 결합하여 삽입됩니다. 이 과정을 통해 파지 DNA는 숙주 염색체의 일부가 되어 프로파지 상태로 존재하게 됩니다.

즉, 선형 DNA가 직접 삽입되는 것이 아니라, 숙주세포 안에서 환형으로 변형된 후에 삽입되는 것입니다.

Answer 2

용원성 파지인 람다 파지의 선형 DNA는 숙주 세포 안으로 주입된 후, DNA 양 끝에 있는 상보적인 단일 가닥 서열('cos' 말단)이 서로 결합하여 환형 DNA로 전환됩니다. 이 환형 DNA는 파지 통합효소(integrase)의 작용으로 숙주세포의 환형 염색체에 특정 부위에서 삽입되어 프로파지를 형성합니다.

Answer 3

안녕하세요. 네, 말씀해주신 것과 같이 용원성 파지는 주입한 선형 DNA를 먼저 환형으로 만든 후에 숙주 염색체에 특이적 재조합으로 삽입하여 프로파지를 형성하게 됩니다. λ 파지처럼 게놈 말단에 짧은 상보적 단일가닥 돌출 말단을 가지고 있는 경우가 많은데요, 선형 이중가닥 DNA가 숙주 세포로 주입되면 이 돌출 말단들이 상보 결합하여 환형 분자를 형성하고, 이어서 숙주의 DNA ligase에 의해 연결됩니다. 이와 같은 환형화가 이루어져야 이후의 전사·복제·삽입 신호가 정상적으로 작동할 수 있습니다. 이때 환형 형태는 site-specific recombination에 적합해 숙주 염색체의 특정 부위(attB)에 삽입되어 프로파지가 형성됩니다. 감사합니다.

Answer 4

안녕하세요. 정준민 전문가입니다.

람다파지 dna는 숙주 세포 안으로 들어올때 선형이지만, 말단의 상보적 염기서열이 서로 결합해 빠르게 환형 dna가 된답니다.

Answer 5

안녕하세요. 김채원 전문가입니다.

용원성 파지는 주로 자신의 선형 DNA 말단에 특정 서열을 가지고있어서 숙주효소에의해 환형화가 가능합니다.

이후 환형 DNA는 숙주의 염색체 특정부위와 상동재조합을 통해서 통합되어있는 프로파지를 형성합니다.