プロファージは、細菌の宿主細胞に存在するときに温帯バクテリオファージのファージDNAに付けられた名前です。 バクテリオファージは1917年にFélixHubertd'Hérelleによって発見されました。 ウイルス 特定に適応している 細菌。 その後の研究では、毒性の高い溶菌性ファージと、サイレントプロファージと溶原性サイクルを備えた温和な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、宿主細胞にプラスミドとして存在するか、細菌の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の注入時に溶原サイクルを採用する必要があります。 溶菌サイクルと溶原サイクルは区別されます。 溶原サイクルは、遺伝物質の注入後に宿主細胞の急速な複製およびその後の溶解を引き起こすが、溶原サイクルでは、ファージのリプレッサー遺伝子が宿主細胞に注入されて、溶解サイクル、すなわち、細胞。 温和なファージは、環境に応じて溶菌サイクルと溶原サイクルを切り替えることができます 条件 現在。 溶菌サイクルとは、宿主細胞内のファージ遺伝子の従来のアプローチを指します。 ウイルスDNAの注入後、宿主細胞内で急速な複製があります。 キャプシドとテールファイバーの後 タンパク質 ウイルスDNAに加えて複製され、個々の部分から多数の新しいウイルス粒子が組み立てられ、宿主細胞の細胞壁は次のように崩壊します。 リゾチーム。 細胞壁が溶解すると新しいファージが放出され、DNAをさらに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XNUMX時間で完了します。 新しいウイルス粒子の数が多いため、このプロセスは「病原性形態」と呼ばれます。 宿主細胞壁が破壊されるので リゾチーム、「溶菌サイクル」という用語が使用されます。 温和なファージでは、宿主細胞の迅速な複製とその後の溶解が必ずしも有効になるとは限りません。 既存のものに応じて 環境要因、温和なファージは、溶解サイクルと溶原サイクルを交互に繰り返す可能性があります。 溶菌サイクルはリプレッサー遺伝子の注入によって抑制でき、溶原サイクルは無期限に始まります。 溶原サイクルでは、ファージの遺伝物質が細菌の遺伝物質に挿入され、ここで無期限に存続する可能性があります。 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、宿主細胞の細胞質にプラスミドとして存在するか、細菌の遺伝物質に組み込まれる可能性があります。 ウイルス遺伝物質の統合には、高度な専門性が必要です。 温和なファージの遺伝物質は、細菌のDNAの特定の位置にのみ付着することができます。 逆に、個々の温和なファージ株の遺伝物質は、細菌ゲノムの同じ位置で常に識別できます。 順応が成功したため、プロファージは細菌の細胞分裂の受益者になります。 宿主細胞の有糸分裂の分裂過程で、ウイルスゲノムが受け継がれます。 他へのさらなる伝達 細菌 活用によって発生する可能性があります。 したがって、プロファージは、さまざまな感染経路によって細菌株全体に広がる可能性があります。 紫外線や特定の化学物質などの環境の影響により、プロファージは溶菌サイクルに戻り、積極的な複製を求める可能性があります。 さらに、プロファージは宿主細胞の転写プロセスも利用します。ファージの注入されたリプレッサー遺伝子は、特定の人によってDNA損傷として認識されます。 酵素 バクテリアの劣化。 リプレッサー遺伝子の分解は、宿主細胞内で自己破壊的な影響を及ぼします。 溶菌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切り替わり、その後細菌の細胞壁が溶解します。
発生、分布、および性質
ファージは高度に専門化されています ウイルス 個々の細菌株に適応しています。 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。 バクテリオファージでは、特定の宿主細胞なしで増殖することはできません。 強力な特殊化は、バクテリオファージが宿主細胞と同じ地形に見られるという事実につながります。 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型ではないので ウイルス そして、単に宿主生物内のウイルス遺伝物質として現れるだけで、定義によってのみであるとしても、割り当てられた細胞の外でそれらを見つけることはできません。 さらに、バクテリオファージは（10の30乗）の数を持っていることに言及する必要があります 海水 単独で、したがって、地球全体に生物よりも多くのファージがあります。 これは、公式に研究されたXNUMXのバクテリオファージの数が非常に少ないこととは対照的であり、それらの発生について正確な記述をすることは困難です。
重要性と機能
ファージ 治療 1920年代に開発され、現在でも東ヨーロッパでさまざまな戦闘に使用されています。 感染症。 ファージの利点 治療 明らかです：バクテリオファージは、の個々の菌株のみに損傷を与えます 細菌 while 抗生物質 体のバクテリアに一般的なダメージを与えます。 の発見 ペニシリン 1940年代に大規模につながった 抗生物質 西洋での使用、そしてその結果、ファージ研究の中止。 その後の多数の蓄積 抗生物質 抵抗は、1990年代にバクテリオファージへの関心の高まりを引き起こしました。 しかし、ファージの焦点 治療 は攻撃的な病原性と専ら溶菌サイクルを持つバクテリオファージにありますが、温和なバクテリオファージとプロファージはこれまでわずかな役割しか果たしていません。
病気と病気
一部 病原体 プロファージとの共生によってのみ病原性を確立することができます。 ボツリヌス菌は恐ろしいものを生み出すことができます ボツリヌス毒素 統合されたファージDNAの助けを借りてのみ。 連鎖球菌 化膿レンサ球菌は スカーレット 発熱 プロファージDNAと組み合わせて。 コレラ菌は コレラ 特別なプロファージを通してのみ。 これはまた、人間の医学にとってファージの重要性を示しています。 責任のあるプロファージを明確に排除できれば、細菌株全体が病原性を失う可能性があります。