Процессы интеграции и эксцизии профага λ являют собой наиболее изученные примеры сайт-специфической рекомбинации. Интеграция направляется белком интегразой, продуктом фагового гена int, при участии клеточного белка, роль которого в этом процессе до конца не изучена (см. рис. 7.8). При рекомбинации между фаговым attP -сайтом POP' и хозяйским хромосомным αttΒ -сайтом ВОВ' образуются два рекомбинантных сайта ВОР' и РОВ' слева и справа от встроенной ДНК профага. Индуцируемая эксцизия (вырезание) профага осуществляется посредством рекомбинации между сайтами РОВ' и ВОР' с восстановлением исходных сайтов POP' и ВОВ'. Процесс эксцизии не является простым обращением интегративной рекомбинации. Он затрагивает иные ДНК-субстраты и протекает при участии как интегразы, так и другого фагового белка (эксцизионазы), продукта гена xis.
В фаговом геноме сайт POP' и гены int и xis примыкают друг к другу, образуя своего рода обособленную функциональную единицу, ответственную за сайт-специфическую рекомбинацию. Транскрипция генов int и xis находится под контролем двух различных промоторов. Один из них расположен вне вышеупомянутой структурно-функциональной единицы, что обеспечивает согласование инициации рекомбинационных процессов с определенными этапами в жизненном цикле фага. На начальной стадии инфекции фагом λ транскрипция гена int активируется регуляторным белком cil. При его участии РНК-полимераза может считывать int с промотора р/, локализованного внутри гена xis. Благодаря этому экспрессируется только ген int и образуется интеграза, обеспечивающая встраивание инфицирующего фага в сайт ВОВ' на хромосоме клетки-хозяина (рис. 14.13). С другой стороны, когда в лизогенной
Рис. 14.13. Транскрипция области int-xis генома фага λ контролируется двумя различными промоторами. При лизогенизации образуется только интеграза, необходимая для встраивания фаговой ДНК в хромосому E. coli. При этом белок с cII активирует транскрипцию гена int с
промотора р7, расположенного внутри гена xis. В ходе индукции профага транскрипция обоих генов int и xis инициируется с промотора pL. Синтезируются одновременно и интеграза, и эксцизионаза, необходимые для вырезания фага из хромосомы.