같이 프로 파지 온대 박테리오파지의 파지 DNA는 박테리아 숙주 세포에 존재할 때 호출됩니다. 박테리오파지는 1917 년 Félix Hubert d’ Hérelle에 의해 발견되었습니다. 그들은 특정 박테리아에 적응 한 바이러스입니다. 추가 연구 과정에서 독성이 높은 용해성 파지와 침묵 전파 및 용해 순환을 갖는 온 대성 파지가 구별되었습니다.
전파 란 무엇입니까?
온대 박테리오파지의 프로 파지는 숙주 세포에서 플라스미드로 존재하거나 박테리아 DNA에 통합 될 수 있습니다. 이를 위해 온대 파지는 파지 DNA가 주입 될 때 lysogenic주기를 채택해야한다. 용해주기와 용해주기는 구별됩니다. 용해주기는 유전 물질 주입 후 숙주 세포의 빠른 복제 및 후속적인 용해를 유발하지만 용해주기, 즉 세포의 빠른 용해를 억제하기 위해 파지로부터의 억제 유전자가 숙주 세포에 주입됩니다.
온대 파지는 우세한 환경 조건에 따라 용해 및 용해 순환 사이를 전환 할 수 있습니다. 용해주기는 파지 유전자가 숙주 세포 내에서 작동하는 일반적인 방식을 나타냅니다. 숙주 세포 내에서 빠른 복제는 바이러스 DNA 주입 후 발생합니다. 캡시드와 꼬리 섬유 단백질이 바이러스 DNA에 추가로 복제되고 수많은 새로운 바이러스 입자가 개별 부품에서 조립 된 후 숙주 세포의 세포벽이 리소자임에 의해 분해됩니다. 세포벽이 용해되면 새로운 파지가 방출되고 DNA를 다른 박테리아 세포에 주입 할 수 있습니다. 이 과정은 약 1 시간 안에 완료됩니다.
새로운 바이러스 입자의 수가 많기 때문에이 접근 방식을 "독성 형태"라고합니다. 숙주의 세포벽이 리소자임에 의해 파괴되기 때문에 "용해주기"라는 용어가 사용됩니다. 온대 파지의 경우, 숙주 세포의 빠른 복제 및 후속 용해가 반드시 효과를 발휘할 필요는 없습니다. 기존의 환경 요인에 따라 온대 파지는 용해 및 용해주기 사이를 전환 할 수 있습니다. 리프레 서 유전자를 주입하여 용해주기를 억제 할 수 있으며 용해주기는 무기한 시작될 수 있습니다.
용균주기에서 파지 유전 물질은 세균의 유전 물질에 삽입되어 여기에서 무기한으로 생존 할 수 있습니다. 주입 된 유전 물질은 "스틸"이라고하며 "프로 파지"로 정의됩니다. 프로 파지는 숙주 세포의 세포질에서 플라스미드로 존재하거나 박테리아의 유전 물질에 통합 될 수 있습니다.
바이러스 유전 물질의 통합에는 높은 수준의 전문화가 필요합니다. 온대 파지의 게놈은 박테리아 DNA의 특정 위치에만 부착 될 수 있습니다. 반대로, 개별 온대 파지 균주의 유전 물질은 항상 박테리아 게놈의 동일한 위치에서 확인할 수 있습니다.
성공적인 적응은 박테리아 세포 분열의 수혜자를 번식시킵니다. 숙주 세포가 유사 분열을 분열하면 바이러스 유전 물질이 전달됩니다. 접합을 통해 다른 박테리아로의 추가 전파가 발생할 수 있습니다. 따라서 프로 파지는 전체 박테리아 균주에 걸쳐 다른 전달 경로를 통해 퍼질 수 있습니다. 자외선이나 특정 화학 물질과 같은 환경 적 영향으로 인해 프로 파지는 용해 주기로 다시 전환되고 공격적인 복제를 위해 노력할 수 있습니다.
프로 파지는 또한 숙주 세포의 전사 과정을 사용합니다. 주입 된 파지의 억제 유전자는 박테리아의 특정 효소에 의해 DNA 손상으로 인식되어 분해됩니다. 억제 유전자의 분해는 숙주 세포 내에서 자기 파괴적입니다. 용해주기는 더 이상 억제 될 수 없으며 프로 파지가 용해 상태에서 공격적인 복제로 변경되며, 이는 박테리아 세포벽의 후속 용해로 끝납니다.
발생, 분포 및 속성
파지는 개별 박테리아 균주에 적응 한 고도로 전문화 된 바이러스입니다. 따라서 모든 박테리오파지가 모든 박테리아에 접근 할 수있는 것은 아닙니다. 박테리오파지는 특정 숙주 세포없이 증식 할 수 없습니다. 높은 수준의 전문화는 박테리오파지가 숙주 세포와 동일한 지형에서 발견 될 수 있음을 의미합니다.
더 큰 전파도 마찬가지입니다. 번식은 기존의 바이러스가 아니며 숙주 유기체 내에서 바이러스 유전 물질로만 존재하기 때문에 정의만으로는 할당 된 세포 외부에서 찾을 수 없습니다.
또한 해수에있는 박테리오파지만으로도 많은 수 (10에서 30의 거듭 제곱)가 있으므로 지구 전체에 존재하는 생물보다 더 많은 파지가 존재한다는 사실을 언급해야합니다. 반대로 공식적으로 연구 된 박테리오파지는 19 개가 매우 적기 때문에 발생에 대한 정확한 진술을하기 어렵습니다.
의미 및 기능
파지 치료법은 1920 년대에 개발되었으며 동유럽에서 다양한 전염병 퇴치를 위해 여전히 성공적으로 사용되고 있습니다. 파지 요법의 장점은 분명합니다. 박테리오파지는 개별 박테리아 균주에만 손상을 입히는 반면 항생제는 일반적으로 신체의 박테리아에 해로운 영향을 미칩니다.
1940 년대 페니실린의 발견은 서양에서 항생제의 대량 사용으로 이어졌고 결과적으로 파지 연구가 끝났습니다. 이후 수많은 항생제 내성이 축적되면서 1990 년대에 박테리오파지에 대한 관심이 증가했습니다.
파지 요법은 공격적인 독성과 독점적 인 용해주기를 가진 박테리오파지에 초점을 맞추고있는 반면, 온대 박테리오파지와 번식은 지금까지 종속적 인 역할을했습니다.
질병 및 질병
일부 병원체는 번식과의 공생을 통해서만 독성을 축적 할 수 있습니다. 클로 스트 리듐 보툴리눔은 통합 된 파지 DNA의 도움을 받아 무서운 보툴리눔 독소를 생산할 수 있습니다. Streptococcus pyogenes는 prophage DNA와 결합하여 성홍열을 유발할 수 있습니다.
비브리오 콜레라는 특별한 번식을 통해서만 콜레라를 생성합니다. 이것은 또한 인간 의학에서 파지의 중요성을 보여줍니다. 책임있는 번식을 특별히 차단할 수있는 경우 전체 박테리아 균주는 병원성을 잃을 수 있습니다.
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