Hok/sok system
Hok /sok-systemet är en postsegregationell dödande mekanism som används av R1-plasmiden i Escherichia coli . Det var det första toxin-antitoxinparet av typ I som identifierades genom karakterisering av ett plasmidstabiliserande lokus . Det är ett typ I-system eftersom toxinet neutraliseras av ett komplementärt RNA, snarare än ett partnerprotein ( typ II-toxin-antitoxin).
Gener inblandade
Hok/sok-systemet involverar tre gener:
- hok , ho st k illing - ett långlivat ( halveringstid 20 minuter) toxin
- sok , s upptryckning av dödande - ett kortlivat (halveringstid 30 sekunder) RNA - antitoxin
- mok , modulation o f k illing - krävs för hoköversättning
| HOK | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -identifierare | |||||||||
| Symbol | HOK_GEF | ||||||||
| Pfam | PF01848 | ||||||||
| InterPro | IPR000021 | ||||||||
| PROSITE | PDOC00481 | ||||||||
| |||||||||
Dödande mekanism
När E. coli genomgår celldelning , ärver de två dottercellerna det långlivade hok- toxinet från föräldercellen. På grund av den korta halveringstiden för sok-antitoxinet ärver dotterceller endast små mängder och det bryts snabbt ned.
Om en dottercell har ärvt R1-plasmiden har den ärvt sok- genen och en stark promotor som åstadkommer höga nivåer av transkription . Så mycket att i en R1-positiv cell finns Sok-transkript i avsevärt molärt överskott jämfört med Hok-mRNA. Sok RNA hämmar sedan indirekt translationen av hok genom att hämma mok translation. Det finns en komplementär region där sok- transkriptet binder hok -mRNA direkt ( bilden ), men det blockerar inte Shine-Dalgarno-sekvensen . Istället sok RNA translationen av den öppna läsramen mok , som nästan helt överlappar den för hok . Det är denna translationskoppling som effektivt tillåter sok -RNA att undertrycka translationen av hok -mRNA.
Sok- transkriptet bildar en duplex med ledarregionen av hok- mRNA och detta känns igen av RNas III och bryts ned. Klyvningsprodukterna är mycket instabila och sönderfaller snart.
Dotterceller utan en kopia av R1-plasmiden dör eftersom de inte har möjlighet att producera mer sok- antitoxintranskript för att hämma translation av det ärvda hok -mRNA:t. Dödningssystemet sägs vara postsegregationellt (PSK), eftersom celldöd inträffar efter segregering av plasmiden.
Hok toxin
Hok - genen kodar för ett 52 aminosyror toxiskt protein som orsakar celldöd genom depolarisering av cellmembranet . Det fungerar på ett liknande sätt som holinproteiner som produceras av bakteriofager före cellys .
Homologa system
Andra plasmider
hok/sok -homologer betecknade flmA/B (FlmA är proteintoxinet och FlmB RNA antisensregulatorn) bärs på F-plasmiden som fungerar på samma sätt för att bibehålla plasmidens stabilitet. F-plasmiden innehåller ett annat homologt toxin-antitoxinsystem som kallas srnB .
Det första typ I-toxin-antitoxinsystemet som finns i grampositiva bakterier är RNAI-RNAII-systemet i pAD1 -plasmiden i Enterococcus faecalis . Här kodar RNAI för ett giftigt protein Fst medan RNAII är det regulatoriska sRNA.
Kromosomala toxin-antitoxinsystem
I E. coli- stam K-12 finns det fyra långa direktupprepningar (ldr) som kodar för korta öppna läsramar med 35 kodon organiserade på ett homologt sätt med hok/sok -systemet. En av upprepningarna kodar för LdrD, ett giftigt protein som orsakar celldöd. En instabil antisens-RNA- regulator (Rd1D) blockerar translationen av LdrD-transkriptet. En mok -homolog som överlappar varje ldr -loci har också hittats.
IstR RNA fungerar i ett liknande system tillsammans med det toxiska TisB-proteinet.
Se även
Vidare läsning
- Gerdes K, Gultyaev AP, Franch T, Pedersen K, Mikkelsen ND (1997). "Antisense RNA-reglerad programmerad celldöd". Annu. Rev. Genet . 31 : 1–31. doi : 10.1146/annurev.genet.31.1.1 . PMID 9442888 .
- Poulsen LK, Larsen NW, Molin S, Andersson P (november 1989). "En familj av gener som kodar för en celldödande funktion kan bevaras i alla gramnegativa bakterier". Mol. Microbiol . 3 (11): 1463–72. doi : 10.1111/j.1365-2958.1989.tb00131.x . PMID 2693900 . S2CID 41192501 .
- Nagel JH, Gultyaev AP, Gerdes K, Pleij CW (november 1999). "Metastabila strukturer och återveckningskinetik i hok-mRNA av plasmid R1" . RNA . 5 (11): 1408–18. doi : 10.1017/S1355838299990805 . PMC 1369862 . PMID 10580469 . Hämtad 2010-08-09 .