Fago lambda

Bacteriophage Lambda Structural Model at Atomic Resolution

Enterobacteria fago λ (fago lambda, colifago λ, oficialmente virus Escherichia Lambda) es un virus bacteriano, o bacteriófago, que infecta a la especie bacteriana Escherichia coli (E. coli). Fue descubierto por Esther Lederberg en 1950. El tipo salvaje de este virus tiene un ciclo de vida templado que le permite residir dentro del genoma de su huésped a través de la lisogenia o entrar en una fase lítica, durante la cual mata y lisa la célula para producir descendencia. Las cepas lambda, mutadas en sitios específicos, no pueden lisogenizar las células; en cambio, crecen y entran en el ciclo lítico después de sobreinfectar una célula ya lisogenizada.

La partícula del fago consta de una cabeza (también conocida como cápside), una cola y fibras de la cola (vea la imagen del virus a continuación). La cabeza contiene el genoma de ADN lineal de doble cadena del fago. Durante la infección, la partícula de fago reconoce y se une a su huésped, E. coli, lo que hace que el ADN de la cabeza del fago sea expulsado a través de la cola hacia el citoplasma de la célula bacteriana. Por lo general, un "ciclo lítico" sobreviene, donde se replica el ADN lambda y se producen nuevas partículas de fago dentro de la célula. A esto le sigue la lisis celular, liberando el contenido celular, incluidos los viriones que se han ensamblado, al medio ambiente. Sin embargo, bajo ciertas condiciones, el ADN del fago puede integrarse en el cromosoma de la célula huésped en la vía lisogénica. En este estado, el ADN λ se denomina profago y permanece residente dentro del genoma del huésped sin daño aparente para el huésped. El huésped se denomina lisógeno cuando está presente un profago. Este profago puede entrar en el ciclo lítico cuando el lisógeno entra en una condición de estrés.

Anatomía

Bacteriophage lambda virion (schematic). Los nombres de proteínas y sus números de copia en la partícula de virión se muestran. La presencia de las proteínas L y M en el virión todavía no está clara.

La partícula del virus consta de una cabeza y una cola que pueden tener fibras de cola. La partícula completa consta de 12 a 14 proteínas diferentes con más de 1000 moléculas de proteína en total y una molécula de ADN ubicada en la cabeza del fago. Sin embargo, aún no está del todo claro si las proteínas L y M son parte del virión. Todos los fagos lambdoides caracterizados poseen un mecanismo de antiterminación de la transcripción mediado por proteína N, con la excepción del fago HK022.

Diseño lineal de genoma de lambda phage con grandes operones, regiones promotoras y genes de codificación capsida.

El genoma contiene 48 502 pares de bases de ADN lineal de doble hebra, con segmentos de una sola hebra de 12 bases tanto en 5' termina Estos dos segmentos monocatenarios son los "extremos cohesivos" de lo que se llama el sitio cos. El sitio cos circulariza el ADN en el citoplasma del huésped. En su forma circular, el genoma del fago, por lo tanto, tiene una longitud de 48.502 pares de bases. El genoma lambda se puede insertar en el cromosoma de E. coli y luego se denomina profago. Consulte la sección a continuación para obtener más detalles.

Ciclo de vida

Infección

Lambda phage J protein interaction with the LamB porin

El fago lambda es un fago con cola no contráctil, lo que significa que durante un evento de infección no puede 'forzar' su ADN a través de una membrana celular bacteriana. En su lugar, debe usar una vía existente para invadir la célula huésped, habiendo evolucionado la punta de su cola para interactuar con un poro específico para permitir la entrada de su ADN a los huéspedes.

1. Bacteriophage Lambda se une a un E. coli célula por medio de su proteína J en la punta de la cola. La proteína J interactúa con el porno de membrana externa maltosa (el producto del lamB gene) of E. coli, una molécula de porno, que es parte del operón maltose.
2. El genoma de phage lineal se inyecta a través de la membrana externa.
3. El ADN pasa a través del complejo de permeasa de la manguera en la membrana interna (codificada por los genes manXYZ) e inmediatamente circulariza usando el # sitios, cohesivos ricos en G-C de 12 bases "puntos pegajosos". Los extremos de ADN viral de una sola banda están ligados por el ligase de ADN de host. No se aprecia en general que los extremos cohesivos de 12 bp lambda fueron objeto de la primera secuenciación nucleótida directa de un ADN biológico.

Lambda Phage DNA inyección en la membrana celular usando Mannose PTS permease (un sistema de transporte de azúcar) como mecanismo de entrada en el citoplasma

1. El yeso anfitriona de ADN pone supercoils negativos en el cromosoma circular, causando que las regiones ricas en A-T desenrollen y conduzcan la transcripción.
2. La transcripción comienza desde el constitutivo P_L, P_R y P_{R '} promotores que producen las transcripciones "inmediatas tempranas". Al principio, estos expresan N y cro genes, produciendo N, Cro y una proteína inactiva corta.

Eventos de activación temprana que involucran Proteína N

1. Cro binds to OR3, prevención del acceso a la P_RM promotor, prevención de la expresión CI Gene. N se une a los dos Nut (Utilización N) sitios, uno en N gen en el P_L marco de lectura, y uno en el cro gen en el P_R marco de lectura.
2. La proteína N es un antiterminator, y funciona mediante la incorporación de la polimerasa RNA en sitios específicos del mRNA transcribido nacientemente. Cuando la polimerasa RNA transcribe estas regiones, recluta N y forma un complejo con varias proteínas Nus anfitrionas. Este complejo salta a través de la mayoría de las secuencias de terminación. Las transcripciones extendidas (las transcripciones 'late early') incluyen las N y cro genes junto con CII y cIII genes, y xis, int, O, P y Q genes discutidos más tarde.
3. La proteína cIII actúa para proteger la proteína cII de la proteolisis por FtsH (una membrana esencial E. coli proteasa) actuando como un inhibidor competitivo. Esta inhibición puede inducir un estado bacteriostático, que favorece la lisogenia. cIII también estabiliza directamente la proteína cII.

En la infección inicial, la estabilidad de cII determina el estilo de vida del fago; cII estable conducirá a la vía lisogénica, mientras que si cII se degrada, el fago pasará a la vía lítica. Se sabe que la baja temperatura, la inanición de las células y la alta multiplicidad de infecciones (MOI) favorecen la lisogenia (ver discusión posterior).

N antiterminación

N Antitermination requiere el montaje de un gran complejo de ribonucleoproteína para prolongar efectivamente el proceso de antiterminación, sin el complejo completo la polimerasa RNA es capaz de evitar sólo un solo terminante

Esto ocurre sin que la proteína N interactúe con el ADN; en cambio, la proteína se une al ARNm recién transcrito. Los sitios de nueces contienen 3 "cajas" conservadas, de las cuales solo BoxB es esencial.

1. Las secuencias de RNA boxB se encuentran cerca del extremo 5' de las transcripciones pL y pR. Cuando se transcriben, cada secuencia forma una estructura de lazo de horquilla que la proteína N puede unirse a.
2. La proteína N se une al boxB en cada transcripción, y se pone en contacto con la polimerasa RNA transcribiendo a través del lazo RNA. El complejo N-RNAP está estabilizado por la unión posterior de varias proteínas Nus anfitrionas (N sustancia de utilización) (que incluyen factores de terminación de transcripción/antiterminación y, extrañamente, una subunidad ribosoma).
3. Todo el complejo (incluyendo el límite) Nut sitio en el mRNA) continúa la transcripción, y puede saltar a través de secuencias de terminación.

Ciclo de vida lítico

Placas de Lysis de fogo de lambda E. coli bacterias

Este es el ciclo de vida que sigue el fago después de la mayoría de las infecciones, donde la proteína cII no alcanza una concentración lo suficientemente alta debido a la degradación, por lo que no activa a sus promotores.

1. Las transcripciones 'late early' continúan siendo escritas, incluyendo xis, int, Q y genes para la replicación del genoma de lambda (OP). Cro domina el sitio represor (ver sección "Repressor"), síntesis represiva de la P_RM promotor (que es promotor del ciclo lysogenic).
2. Las proteínas O y P inician la replicación del cromosoma de phage (ver "Replicación Lítica").
3. Q, otro antiterminador, se une a Qut sitios.
4. Transcripción de la P_{R '} promotor ahora puede extenderse para producir mRNA para la lisis y las proteínas cabeza y cola.
5. Las proteínas estructurales y los genomas de phage se agrupan en nuevas partículas de phage.
6. Productos de los genes S,R, Rz y Rz1 causar lisis celular. S es una holina, una proteína de membrana pequeña que, en un momento determinado por la secuencia de la proteína, de repente hace agujeros en la membrana. R es una endolysin, una enzima que escapa a través de los agujeros S y cuelga la pared celular. Rz y Rz1 son proteínas de membrana que forman un complejo que de alguna manera destruye la membrana exterior, después de que el endolysin haya degradado la pared celular. Para la lambda de tipo salvaje, la lisis se produce a unos 50 minutos después del inicio de la infección y libera alrededor de 100 viriones.

Transcripción hacia la derecha

La transcripción hacia la derecha expresa los genes O, P y Q. O y P son responsables de iniciar la replicación, y Q es otro antiterminador que permite la expresión de genes de cabeza, cola y lisis de P_R’.

Replicación lítica

1. Para los primeros ciclos de replicación, el genoma de lambda sufre θ replication (circle-to-circle).
2. This is initiated at the ori sitio situado en O Gene. O proteína une el ori sitio, y la proteína P une la subunidad DnaB de la maquinaria de replicación de host así como O vinculante. Esto ordena efectivamente la polimerasa de ADN anfitriona.
3. Pronto, la facción cambia a una replicación del círculo de rodamiento similar a la utilizada por la phage M13. El ADN está nublado y el final de 3’ sirve como una cartilla. Tenga en cuenta que esto no libera copias individuales del genoma de phage sino una molécula larga con muchas copias del genoma: un concatemer.
4. Estos concatemeros son arrasados en sus # sitios como están empaquetados. El embalaje no puede ocurrir a partir de ADN circular de la emisión, sólo de ADN concatómico.

Antiterminación Q

La proteína Q modifica la polimerasa RNA en la región promotora y es reclutada a la polimerasa RNA. La proteína Q se convierte en una subunidad de polimerasa RNA después de que se recluta a RNAP y modifica la enzima en un estado procesador. Tenga en cuenta que NusA puede estimular la actividad de la proteína Q.

Q es similar a N en su efecto: Q se une a la ARN polimerasa en los sitios Qut y el complejo resultante puede ignorar los terminadores, sin embargo, el mecanismo es muy diferente; la proteína Q primero se asocia con una secuencia de ADN en lugar de una secuencia de ARNm.

1. El Qut sitio es muy cerca de P_R’ promotor, lo suficientemente cerca que el factor σ no ha sido liberado de la holoenzima de polimerasa RNA. Parte de la Qut sitio se asemeja a la caja -10 Pribnow, causando la holoenzyme para pausa.
2. La proteína Q se une y desplaza parte del factor σ y reinicia la transcripción.
3. Los genes de la cabeza y la cola se transcriben y las proteínas correspondientes se asemejan.

Transcripción hacia la izquierda

Diagrama mostrando el proceso de retroregulación que produce una mayor concentración de xis en comparación con el int. La transcripción de mRNA es digerida por la RNase bacteriana a partir del lazo de horquilla en sib.

La transcripción hacia la izquierda expresa los genes gam, red, xis e int. Las proteínas Gam y rojas están involucradas en la recombinación. Gam también es importante porque inhibe que la nucleasa RecBCD del huésped degrade los extremos 3' en la replicación del círculo rodante. Int y xis son proteínas de integración y escisión vitales para la lisogenia.

Regulación xis e int de inserción y escisión

1. xis y int se encuentran en la misma pieza de mRNA, así que aproximadamente concentraciones iguales de xis y int proteínas se producen. Esto resulta (inicialmente) en la escisión de cualquier genoma insertado del genoma host.
2. El MRNA del P_L promotor forma una estructura secundaria estable con un tallo en el Sib sección del MRNA. Esto apunta al 3' (Sib) final de la MRNA para la degradación RNAaseIII, que resulta en una menor concentración efectiva int mRNA que xis mRNA (como int cistrón está más cerca del Sib secuencia que la xis cistrón es para el Sib secuencia), por lo que una mayor concentración de xis que int se observa.
3. Concentraciones superiores de xis que int result in no insertion or excision of phage genomes, the evolutionarily favoured action - leaving any pre-inserted phage genomes inserted (so reducing competition) and preventing the insertion of the phage genome into the genome of a doomed host.

Ciclo de vida lisogénico (o lisogénico)

El ciclo de vida lisogénico comienza una vez que la proteína cI alcanza una concentración lo suficientemente alta para activar sus promotores, después de un pequeño número de infecciones.

1. Las transcripciones 'late early' continúan siendo escritas, incluyendo xis, int, Q y genes para la replicación del genoma de lambda.
2. La CII estabilizada actúa para promover la transcripción de la P_RE, P_I y P_Antiq promotores.
3. El P_Antiq promotor produce antisense mRNA al Q gen mensaje del P_R transcripción del promotor, apagando así la producción Q. El P_RE promotor produce antisense mRNA a la sección cro del P_R transcripción del promotor, derribando la producción cro, y tiene una transcripción de la CI Gene. Esto se expresa, recurriendo a la producción de represores de cI. El P_I promotor expresa int gene, resultando en altas concentraciones de proteína Int. Esta proteína int integra el ADN de la emisión en el cromosoma host (ver "Intección de Profragio").
4. No Q resultados en ninguna extensión de la P_{R '} El marco de lectura del promotor, por lo que no se hacen proteínas líticas o estructurales. Los niveles elevados de int (mucho más altos que el de xis) dan lugar a la inserción del genoma de lambda en el genoma de los anfitriones (ver diagrama). Producción de cI conduce a la unión de cI a la OR1 y OR2 sitios en los P_R promotor, apagado cro y otra expresión de genes temprano. cI también se une a la P_L promotor, apagando la transcripción allí también.
5. La falta de cro deja el OR3 sitio sin límites, así que transcripción de la P_RM promotor puede ocurrir, manteniendo niveles de cI.
6. Falta de transcripción del P_L y P_R Los promotores no conducen a una nueva producción de cII y cIII.
7. A medida que disminuyen las concentraciones cII y cIII, la transcripción de la P_Antiq, P_RE y P_I Deja de ser promovido ya que ya no son necesarios.
8. Sólo el P_RM y P_{R '} Los promotores se dejan activos, la antigua proteína cI que produce y la segunda una breve transcripción inactiva. El genoma permanece insertado en el genoma host en un estado inactivo.

El profago se duplica con cada subsiguiente división celular del huésped. Los genes del fago expresados en este estado latente codifican proteínas que reprimen la expresión de otros genes del fago (como los genes estructurales y de lisis) para evitar la entrada en el ciclo lítico. Estas proteínas represivas se descomponen cuando la célula huésped está bajo estrés, lo que da como resultado la expresión de los genes del fago reprimidos. El estrés puede deberse a la inanición, los venenos (como los antibióticos) u otros factores que pueden dañar o destruir al huésped. En respuesta al estrés, el profago activado se escinde del ADN de la célula huésped por uno de los productos génicos recién expresados y entra en su vía lítica.

Integración de profago

La integración del fago λ tiene lugar en un sitio de unión especial en los genomas bacteriano y fago, llamado att^λ. La secuencia del sitio att bacteriano se denomina attB, entre los operones gal y bio, y consta de las partes B-O-B', mientras que la secuencia complementaria en el genoma del fago circular se denomina attP y consta de las partes P-O-P'. La integración en sí es un intercambio secuencial (ver recombinación genética) a través de una unión de Holliday y requiere tanto la proteína Int del fago como la proteína bacteriana IHF (factor de huésped de integración). Tanto Int como IHF se unen a attP y forman un intasoma, un complejo de ADN y proteína diseñado para la recombinación específica del sitio del fago y el ADN del huésped. El B-O-B' original la secuencia se cambia por la integración a B-O-P'-phage DNA-P-O-B'. El ADN del fago ahora es parte del genoma del huésped.

Mantenimiento de la lisogenia

Una representación simplificada del paradigma de integración/excisión y los principales genes involucrados.

• La lisogenia es mantenida únicamente por la cI. cI reprime la transcripción de P_L y P_R y controlando su propia expresión P_RM. Por lo tanto, es la única proteína expresada por el fogo lysogenico.

Represores de Lysogen y polimerasa ligadas a OR1 y reclutas OR2, que activarán PRM y cerrarán PR.

• Esto es coordinado por el P_L y P_R operadores. Ambos operadores tienen tres sitios vinculantes para la aplicación: OL1, OL2, y OL3 para P_L, y OR1, OR2 y OR3 para P_R.
• c Me ataba más favorablemente. OR1; la unión aquí inhibe la transcripción de P_R. Como cI fácilmente dimerises, la unión de cI a OR1 aumenta enormemente la afinidad de la unión de la cI a OR2, y esto sucede casi inmediatamente después OR1 vinculante. Esto activa la transcripción en la otra dirección desde P_RM, como el dominio terminal N de cI en OR2 endurece la unión de la polimerasa RNA a P_RM y por lo tanto cI estimula su propia transcripción. Cuando está presente en una concentración mucho mayor, también se une a OR3, inhibiendo la transcripción de P_RM, por lo tanto regular sus propios niveles en un bucle de retroalimentación negativo.
• c Me atrevo a P_L operador es muy similar, excepto que no tiene efecto directo en la transcripción de cI. Como una represión adicional de su propia expresión, sin embargo, cI dimers obligados a OR3 y OL3 doblar el ADN entre ellos a tetramerise.
• La presencia de cI causa inmunidad a la superinfección por otros fagos de lambda, ya que inhibe su P_L y P_R promotores.

Inducción

Estado de transcripción de la P_RM y P_R regiones promotoras durante un estado linógeno vs inducido, estado lítico temprano.

La inducción clásica de un lisógeno implicó irradiar las células infectadas con luz ultravioleta. Cualquier situación en la que un lisógeno sufra daños en el ADN o la respuesta SOS del huésped se estimule conduce a la inducción.

1. La célula anfitriona, que contiene un genoma de phage inactivo, experimenta daño de ADN debido a un entorno de alta tensión, y comienza a someterse a la respuesta SOS.
2. RecA (una proteína celular) detecta daño al ADN y se activa. Ahora es RecA*, una co-protease altamente específica.
3. Normalmente RecA* se une a LexA (represor de transcripción), activando la actividad autoproteasa de LexA, que destruye el represor de LexA, permitiendo la producción de proteínas de reparación de ADN. En las células hisogénicas, esta respuesta es secuestrada, y RecA* estimula la autolimpiación de la cI. Esto se debe a que la cI imita la estructura de LexA en el sitio autolimpiable.
4. CI asinto ya no puede diezmar, y pierde su afinidad para la unión de ADN.
5. El P_R y P_L Los promotores ya no se reprimen y se activan, y la célula vuelve a la secuencia lítica de los eventos de expresión (nota que el cII no es estable en las células que experimentan la respuesta SOS). Sin embargo hay una diferencia notable.

La función de LexA en la respuesta SOS. La expresión LexA conduce a la inhibición de varios genes incluyendo LexA.

Control de la escisión del genoma del fago en la inducción

1. El genoma de phage todavía se inserta en el genoma host y necesita una escisión para la replicación del ADN. El Sib sección más allá de lo normal P_L sin embargo, la transcripción del promotor ya no está incluida en este cuadro de lectura (ver diagrama).
2. No Sib dominio en el P_L promotor mRNA no da resultados en el lazo de horquilla en el extremo 3', y la transcripción ya no está dirigida a la degradación RNAaseIII.
3. La nueva transcripción intacta tiene una copia de ambos xis y int, por lo que se producen concentraciones aproximadamente iguales de proteínas xis e int.
4. Las concentraciones iguales de xis e int resultan en la escisión del genoma insertado del genoma host para la replicación y posterior producción de phage.

Reactivación de multiplicidad y reactivación de profago

La reactivación de multiplicidad (MR, por sus siglas en inglés) es el proceso mediante el cual varios genomas virales, cada uno de los cuales contiene daño del genoma inactivante, interactúan dentro de una célula infectada para formar un genoma viral viable. MR se descubrió originalmente con el fago T4, pero posteriormente se encontró en el fago λ (así como en muchos otros virus bacterianos y de mamíferos). La RM del fago λ inactivado por la luz ultravioleta depende de la función de recombinación del huésped o del fago infectante. La ausencia de ambos sistemas de recombinación conduce a una pérdida de MR.

La supervivencia del fago λ irradiado con UV aumenta cuando el huésped E. coli es lisogénico para un profago homólogo, un fenómeno denominado reactivación del profago. La reactivación del profago en el fago λ parece ocurrir mediante un proceso de reparación recombinante similar al de MR.

Represor

Interacciones proteínas que conducen a ciclos líticos o linógenos para la Faja de Lambda

El represor que se encuentra en el fago lambda es un ejemplo notable del nivel de control posible sobre la expresión génica mediante un sistema muy simple. Forma un 'interruptor binario' con dos genes bajo expresión mutuamente excluyente, como descubrió Barbara J. Meyer.

Representación visual del represor tetramer/octamer vinculante para la lambda de phage Sitios de operadores L y R (estado lisgénico estable)

El sistema del gen represor lambda consta de (de izquierda a derecha en el cromosoma):

• CI gene
• O_R3
• O_R2
• O_R1
• cro gene

El represor lambda es un dímero autoensamblado también conocido como proteína cI. Se une al ADN en el motivo de unión hélice-giro-hélice. Regula la transcripción de la proteína cI y la proteína Cro.

El ciclo de vida de los fagos lambda está controlado por las proteínas cI y Cro. El fago lambda permanecerá en el estado lisogénico si predominan las proteínas cI, pero se transformará al ciclo lítico si predominan las proteínas cro.

El dímero cI puede unirse a cualquiera de los tres operadores, O_R1, O_R2 y O_R3, en el orden O_R1 > O_R2 > O_R3. La unión de un dímero cI a O_R1 mejora la unión de un segundo dímero cI a O_R2, un efecto llamado cooperatividad. Así, O_R1 y O_R2 casi siempre están ocupados simultáneamente por cI. Sin embargo, esto no aumenta la afinidad entre cI y O_R3, que se ocupará solo cuando la concentración de cI sea alta.

A altas concentraciones de cI, los dímeros también se unirán a los operadores O_L1 y O_L2 (que están más de 2 kb aguas abajo de los operadores R). Cuando los dímeros cI están unidos a O_L1, O_L2, O_R1 y O_R2 se induce un bucle en el ADN, lo que permite que estos dímeros se unan para formar un octámero. Este es un fenómeno llamado cooperatividad de largo alcance. Tras la formación del octámero, los dímeros cI pueden unirse cooperativamente a O_L3 y O_R3, reprimiendo la transcripción de cI. Esta regulación autonegativa asegura una concentración mínima estable de la molécula represora y, en caso de que surjan señales SOS, permite una inducción de profago más eficiente.

• En ausencia de proteínas de la cI, cro el gen puede ser transcrito.
• En presencia de proteínas cI, sólo las CI el gen puede ser transcrito.
• A alta concentración de cI, se reprimen las transcripciones de ambos genes.

• 

  Algunos pares base con sirven una función dual con promotor y operador para las proteínas cl y cro.

• 

  El sujetador de proteína se enciende, con represor ligado a la unión de polimerasa OR2 aumenta y gira OFF OR1.

• 

  La represión de Lysogen todos los 3 sitios atados es una ocurrencia baja debido a la afinidad de unión débil OR3. La represión OR1 aumenta la afinidad vinculante para OR2 debido a la interacción represor-represor. Aumento de las concentraciones de represor aumentan la unión.

Descripción general de la función de las proteínas

Lítico vs. lisogénico

Diagrama de ciclo de vida de la fase fágica templada, mostrando ciclos líticos y lysgénicos.

Una distinción importante aquí es la que existe entre las dos decisiones; lisogenia y lisis en la infección, y lisogenia continua o lisis de un profago. Esta última viene determinada únicamente por la activación de RecA en la respuesta SOS de la célula, como se detalla en el apartado de inducción. Los primeros también se verán afectados por esto; una célula que experimente una respuesta SOS siempre se lisará, ya que no se permitirá que se acumule ninguna proteína cI. Sin embargo, la decisión lítica/lisogénica inicial sobre la infección también depende de las proteínas cII y cIII.

En células con suficientes nutrientes, la actividad de la proteasa es alta, lo que descompone cII. Esto conduce al estilo de vida lítico. En células con nutrientes limitados, la actividad de la proteasa es baja, lo que hace que cII sea estable. Esto conduce al estilo de vida lisogénico. cIII parece estabilizar cII, tanto directamente como actuando como un inhibidor competitivo de las proteasas relevantes. Esto significa que una célula 'en problemas', es decir, carente de nutrientes y en un estado más latente, tiene más probabilidades de lisogenizarse. Esto se seleccionaría porque el fago ahora puede permanecer inactivo en la bacteria hasta que llegue a tiempos mejores, y así el fago puede crear más copias de sí mismo con los recursos adicionales disponibles y con la proximidad más probable de más células infectables.

Queda por desarrollar un modelo biofísico completo para la decisión de lisis-lisogenia de lambda. El modelado y la simulación por computadora sugieren que los procesos aleatorios durante la infección impulsan la selección de lisis o lisogenia dentro de las células individuales. Sin embargo, experimentos recientes sugieren que las diferencias físicas entre las células, que existen antes de la infección, predeterminan si una célula se lisará o se convertirá en lisógeno.

Como herramienta genética

El fago lambda se ha utilizado mucho como organismo modelo y ha sido una rica fuente de herramientas útiles en genética microbiana y, más tarde, en genética molecular. Los usos incluyen su aplicación como vector para la clonación de ADN recombinante; el uso de su recombinasa específica de sitio (int) para la mezcla aleatoria de ADN clonados por el método de puerta de enlace; y la aplicación de su operón rojo, incluidas las proteínas alfa roja (también llamada 'exo'), beta y gamma en el método de ingeniería de ADN llamado recombinación. El fragmento de ADN de 48 kb del fago lambda no es esencial para la infección productiva y puede ser reemplazado por ADN extraño. El fago lambda ingresará a las bacterias más fácilmente que los plásmidos, lo que lo convierte en un vector útil que puede destruir o convertirse en parte del ADN del huésped. El fago lambda se puede manipular y utilizar como una vacuna contra el cáncer, nanopartícula, dirigida a la aspartil (asparaginil) β-hidroxilasa humana (ASPH, HAAH). El fago lambda también ha sido de gran importancia en el estudio de la transducción especializada.