Il Fago Lambda
Il batteriofago lambda è un virus che infetta E. Coli. In seguito all’infezione il fago può decidere di
propagarsi in due modi:
• Ciclo litico la crescita litica prevede che il DNA fagico si replichi e che vengano sintetizzate nuove
proteine del capside, in modo che vengano generate nuovi fagi che si propagano causando la lisi della
cellula batterica;
•Ciclo lisogeno il DNA fagico si integra con quello batterico (formando un profago) che si replica
passivamente.
Una cosa importante della lisogenia è che il profago ottenuto può decidere se portare vanti il ciclo lisogeno
o optare per quello litico; questo succede quando la cellula viene minacciata da agenti che possono
danneggiare il DNA. Questo passaggio è definito induzione lisogenica.
Per capire come viene operata questa scelta dobbiamo esaminare il gene del fago lambda. Sono presenti due
geni (CI e cro) e tre promotori: Pr, PL e Prm. I primi due promotori legano molto saldamente l’RNA
polimerasi e permettono la trascrizione senza l’ausilio di un attivatore. Prm invece, lega molto debolmente la
polimerasi e ha bisogno dell’ausilio di un attivatore a monte.
Si ha crescita litica quando i promotori PR e PL rimangono accesi e PRM è spento, al contrario si ha crescita
lisogenica quando PR e PL sono spenti e PRM è acceso.
Come avviene il controllo dei promotori di lambda?
Il gene c1 codifica il repressore di lambda. Esso si lega come dimero, soprattutto all’estremità carbossi
terminale. La peculiarità sta nel fatto che il repressore i lambda può sia attivare che reprimere la trascrizione.
Quando funziona da repressore, funziona come il repressore lac, mentre quando funziona come attivatore si
lega alla coda ammino terminale dell’enzima comportandosi come CAP.
Cro invece è un gene dotato solo di attività repressiva. Sia cro che il repressore lambda si possono legare a
diversi siti del gene, tre di questi siti si trovano nella regione di controllo di destra (prm e pr) e tre nella
regione di controllo di sinistra (pl).
I tre siti di legame nella regione di destra sono: OR1, OR2 e OR3. Ognuno può legare sia il repressore
lambda che cro, ma con affinità diverse.
Un aspetto importante del repressore di lambda è che si lega in modo cooperativo; infatti se un dimero di
repressore si lega a un sito OR, lo stesso repressore a livello dei siti carbossi terminali media l’interazione tra
i dimeri, coadiuvando il reclutamento di un altro dimero su un sito adiacente.
Come fanno il repressore e Cro a mediare l’espressione genica sottoforma di litica o lisogenica? Prendiamo
in esame le diverse possibilità:
•Crescita litica Cro è legato a OR3; questo sito si sovrappone a PRM, che come abbiamo detto nella
crescita litica deve essere spento. Allo stesso tempo, la polimerasi si lega a OR2 e OR1, che si trovano
in corrispondenza di PR (come abbiamo detto, PR deve essere attivato nella crescita litica). Queste due
condizioni portano il fago a portar avanti un ciclo litico, anche attraverso la trascrizione del gene di
CRO che si trova a monte di pr, la quale continua a trascrivere repressori CRO che si legano a o3.
•Crescita lisogenica il repressore si lega a OR1 e OR2; in questo modo spengono il promotore PR che
nella crescita litica deve essere spento. La polimerasi si lega a OR3 situato nel promotore PRM, che
deve essere attivato durante la crescita lisogenica. In questo modo il fago opta per il ciclo lisogeno,
anche attraverso la trascrizione del gene c1 che codifica per il repressore.
Che cosa succede se la cellula riceve minacce che potrebbero danneggiare il DNA? induce il passaggio da
crescita lisogenica a crescita litica. Per fare ciò, il repressore di lambda si avvale dell’autoproteolisi. Quando
c’è il rischio che il DNA venga danneggiato, il repressore di lambda effettua un taglio al dominio carbossi
terminale, eliminando il fenomeno della cooperatività del legame del repressore. In questo modo il
