なので プロファージ 温帯バクテリオファージのファージDNAは、細菌の宿主細胞に存在するときに呼び出されます。バクテリオファージは1917年にフェリックスユベールデヘレルによって発見されました。彼らは特定の細菌に適応したウイルスです。研究のさらなる過程で、高病原性の溶菌性ファージとサイレントプロファージおよび溶原性サイクルの温帯性ファージが区別されました。
プロファージとは何ですか？
温帯バクテリオファージのプロファージは、宿主細胞内にプラスミドとして存在するか、細菌DNAに組み込まれます。このため、温和なファージは、ファージDNAが注入されるときに溶原性サイクルを採用しなければなりません。溶解サイクルと溶原性サイクルは区別されます。溶菌サイクルは遺伝物質の注入後に宿主細胞の急速な複製とその後の溶解を引き起こしますが、溶原性サイクルでは、溶菌サイクル、つまり細胞の急速な溶解を抑制するために、ファージからのリプレッサー遺伝子が宿主細胞に注入されます。
温和なファージは、一般的な環境条件に応じて、溶解サイクルと溶原性サイクルを切り替えることができます。溶解サイクルは、ファージ遺伝子が宿主細胞内で機能する従来の方法を指す。宿主細胞内での迅速な複製は、ウイルスDNAの注入後に行われます。カプシドと尾部繊維タンパク質がウイルスDNAに加えて複製され、多数の新しいウイルス粒子が個々の部分から組み立てられた後、宿主細胞の細胞壁はリゾチームによって分解されます。細胞壁が溶解すると、新しいファージが放出され、そのDNAを他の細菌細胞に注入できるようになります。このプロセスは約1時間で完了します。
新しいウイルス粒子の数が多いため、このアプローチは「毒性のある形態」と呼ばれます。宿主の細胞壁はリゾチームによって破壊されるため、「溶解サイクル」という用語が使用されます。温和なファージの場合、宿主細胞の迅速な複製およびその後の溶解は、必ずしも実施される必要はない。既存の環境要因に応じて、温帯ファージは溶菌サイクルと溶原性サイクルを切り替えることができます。 リプレッサー遺伝子を注入することにより、溶解サイクルを抑制でき、溶原性サイクルを無期限に開始できます。
溶原性サイクルでは、ファージの遺伝物質が細菌の遺伝物質に挿入され、ここで無期限に生存できます。注入された遺伝物質は「静止」と呼ばれ、「プロファージ」と定義されます。プロファージは、宿主細胞の細胞質内にプラスミドとして存在するか、または細菌の遺伝物質に組み込まれる。
ウイルスの遺伝物質の統合には高度な専門性が必要です。温帯ファージのゲノムは、細菌DNAの特定の位置にのみ結合できます。逆に、個々の温帯ファージ株の遺伝物質は、常に細菌ゲノムの同じ場所で特定できます。
順応の成功は、プロファージを細菌細胞分裂の受益者にする。宿主細胞が有糸分裂を分割するとき、ウイルスの遺伝物質が伝えられます。接合により、他の細菌へのさらなる感染が起こります。したがって、プロファージは、細菌株全体にわたって異なる伝達経路を介して広がる可能性があります。 UVライトや特定の化学物質などの環境の影響により、プロファージは溶解サイクルに戻り、積極的な複製に取り組むことができます。
プロファージはまた、宿主細胞の転写プロセスを利用します：注入されたファージのリプレッサー遺伝子は、細菌の特定の酵素によるDNA損傷として認識され、分解されます。リプレッサー遺伝子の分解は、宿主細胞内で自己破壊的です。溶解サイクルはもはや抑制できず、プロファージは溶原性状態から攻撃的な複製に変化し、その後細菌細胞壁が溶解して終わります。
発生、分布、プロパティ
ファージは、個々の菌株に適応した高度に特殊化したウイルスです。したがって、すべてのバクテリオファージがすべての細菌にアクセスできるわけではありません。特定の宿主細胞なしでの増殖はバクテリオファージでは不可能です。 高度な専門性は、バクテリオファージが宿主細胞と同じ地形で見つかることを意味します。
同じことがプロファージにも当てはまります。プロファージは従来のウイルスではなく、宿主生物内ではウイルスの遺伝物質としてのみ存在するため、定義のみのために割り当てられた細胞の外では見つけることができません。
さらに、海水中のバクテリオファージだけでも数が多く（10の30乗）、したがって、生物全体よりも多くのファージが地球全体に存在していることに言及する必要があります。対照的に、19の公式に研究されたバクテリオファージの数は非常に少ないため、発生について正確に述べることは困難です。
意味と機能
ファージ療法は1920年代に開発され、今日までさまざまな感染症と闘うために東ヨーロッパで成功裏に使用されています。ファージ療法の利点は明らかです。バクテリオファージは個々の細菌株にのみ損傷を与えますが、抗生物質は一般的に体内の細菌に有害な影響を及ぼします。
1940年代にペニシリンが発見されたことで、西側諸国で抗生物質が大量に使用されるようになり、その結果、ファージ研究は終了しました。その後の多数の抗生物質耐性の蓄積により、1990年代にバクテリオファージへの関心が高まりました。
ファージ療法は、攻撃的な病原性と専ら溶解サイクルを伴うバクテリオファージに焦点を当てていますが、温帯バクテリオファージとプロファージは、これまで従属的な役割しか果たしていません。
病気と病気
一部の病原体は、プロファージとの共生によってのみ病原性を構築することができます。ボツリヌス菌は、組み込まれたファージDNAの助けを借りて、恐ろしいボツリヌス毒素を産生するだけです。 Streptococcus pyogenesは、プロファージDNAと組み合わせた場合にのみ、紅色熱を引き起こします。
コレラ菌は、特別なプロファージを介してのみコレラを産生します。これは、人間の医学におけるファージの重要性も示しています。責任のあるプロファージを明確にオフに切り替えられると、細菌株全体が病原性を失う可能性があります。
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