バクテリオファージの定義、利点、特徴、生殖および例

June 28, 2021
にその他

クイックリードリスト公演

1.バクテリオファージの定義

2.バクテリオファージの一般的な特徴

3.バクテリオファージの形態と構造

3.1.ファージ形態グループ

3.2.ファージの構造

3.3.ファージ核酸

4.大腸菌バクテリオファージ

5.バクテリオファージの繁殖

5.1.叙情的または毒性のサイクル。

5.2.溶原サイクル

6.バクテリアウイルス（バクテリオファージ）の役割

7.バクテリオファージの利点

8.バクテリオファージのしくみ

9.食中毒の予防としてのバクテリオファージ

10.バクテリオファージウイルスの例

10.1.これを共有：

10.2.関連記事：

バクテリオファージの定義

バクテリオファージはバクテリアに感染するウイルスですが、1つのバクテリオファージに感染できるバクテリアの範囲は限られていますが、バクテリオファージは無数にあるため、バクテリアの種類ごとに少なくとも1つのバクテリオファージが存在する可能性が非常に高くなります。（Utomo、2009）。

ウイルス（ラテン語）は毒を意味します。ほとんどすべてのウイルスは、他の生物に病気を引き起こす可能性があります。ウイルスの種類は、植物のウイルス、動物のウイルス、人間のウイルス、およびウイルスとして知られている細菌のウイルスです。 バクテリオファージ. バクテリオファージまたはしばしばファージと呼ばれるのは、自己複製することができる（それ自体を複製してより多くなることができる）ことが知られている最も単純な生物学的単位です。したがって、これらの微生物は、ウイルスによって引き起こされる病原性を研究するためのモデルシステムとして使用される遺伝学の研究として使用されます。

バクテリオファージ 1915年にイギリスでFrederichW.Twortが最初に発見され、1917年にフランスの科学者D'Herelleによって最初に発見されたのは、細菌に感染または攻撃するウイルスです。このウイルスは、バクテリア（宿主）上で増殖しやすいため、科学者がウイルスをより詳細に研究するためによく使用します。これらの細菌に生息するウイルスは、植物や動物の宿主の維持に比べて、制御された条件と比較的少ないスペースで維持するのが簡単です。したがって、 バクテリオファージ ウイルス研究にとって非常に興味深いものです。

ファージ 本質的に、保護タンパク質コートにカプセル化された核酸コアで構成されています。病原性細菌ウイルスの複製には、次の一般的なシーケンスが含まれます：ファージ粒子の吸着、核酸の浸透、核酸の複製ウイルス、新しいファージ粒子の集合、および細胞溶解と同時に爆発するこれらのファージ粒子の放出ホスト。病原性バクテリオファージは、病原菌を検出および識別するために使用されてきました。

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一般的な機能バクテリオファージ

バクテリオファージは、自然界に広く生息できる一般的なウイルスと同じです。形状もほぼ同じで、タンパク質のコートに囲まれた核酸コアで構成されています。このウイルスには、宿主細胞に接種するときにその核酸を通過させるために使用される尾があります。

バクテリオファージ実際、ウイルスはいたるところに存在し、特定の領域を知らない病気が頻繁に発生することが証明されています。したがって、このウイルスは、自然界に広く生息できる他のウイルスと同じです。形状もウイルスとほぼ同じで、タンパク質のコートに囲まれた核酸コアで構成されています。このウイルスには、宿主細胞に接種するときにその核酸を通過させるために使用される尾があります。

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バクテリオファージの形態と構造

観察すると、バクテリオファージの本体は、頭、尾、尾の繊維で構成されています。頭部はDNAとRNAのみを含む多面体（多面体）です。頭から、ウイルスの尾として知られている管状または細長い鞘が現れます。この尾は感染の手段として機能します。頭と尾の間の部分にはキャプシドと呼ばれる鞘があります

キャプシドはタンパク質分子で構成されているため、タンパク質コートまたはタンパク質エンベロープと呼ばれます DNAおよびRNA核酸の保護剤として、ウイルスを宿主細胞に感染させ、感染する細胞の種類を決定するのに役立ちます。添付。見てください、最後に、刺激または受容体の受容体として機能することができる尾の繊維があります。キャプシドを構成し、互いに同一であるタンパク質分子のサブユニットの数は、カプソメアと呼ばれます。バクテリオファージの尾が感染の原因であることはすでに知っています。

バクテリオファージには、実際には2種類の感染方法があることをご存知ですか。つまり、溶菌性または病原性と静穏性または溶原性です。バクテリオファージに感染するこれらの方法は、繁殖する方法としても使用されます（自分自身を増殖させます！）

ファージ形態グループ

すべてのファージは、プロテインコートで覆われた核酸コアを持っています、または キャプシド。 キャプシドは、と呼ばれる形態学的サブユニットで構成されています カプソメア。 カプソメアは、と呼ばれるいくつかのサブユニットまたはタンパク質分子で構成されています プロトマー。

細菌ウイルスは、6つの形態学的タイプに分類できます。

この最も複雑なタイプは、六角形の頭、収縮性の鞘を持つ硬い尾、および尾の繊維を持っています。 2つのDNAを使って。
タイプAと同様に、このタイプは六角形のヘッドを備えています。しかし、それらには収縮性の鞘がなく、尾は硬く、尾の繊維に影響を及ぼし、尾の繊維がある場合とない場合があります。 2つのDNAを使って。
このタイプは、頭よりも尾が短い六角形の頭が特徴です。尾には収縮性の鞘がなく、尾の繊維に影響を及ぼします。尾の繊維が存在するかどうかは関係ありません。 2つのDNAを使って。
このタイプは尾のない頭を持ち、頭は大きなカプソメアで構成されています。 DNA番号1。
このタイプは尾のない頭を持ち、頭は小さなカプソメアで構成されています。 1つのRNAで。
このタイプはフィラメントの形をしています。 DNAの番号は1です。

タイプA、B、およびCは、バクテリオファージに特有の形態を示します。グループDおよびEの形態学的タイプは、植物および動物のウイルスにも見られました。 Fグループのフィラメント状の形状は、いくつかの植物ウイルスに見られます

ファージの構造

バクテリオファージの本体は、頭、尾、尾の繊維で構成されています。頭部は多面体（多面体）で、DNAまたはRNAのみが含まれています。頭からは、ウイルスの尾として知られる細長い管状または鞘が現れます。この尾は感染の手段として機能します。頭と尾の間の部分には、キャプシドと呼ばれる鞘があります。キャプシドはタンパク質分子で構成されているため、タンパク質コートまたはタンパク質エンベロープと呼ばれ、タンパク質コートとして機能します保護核酸（DNAおよびRNA）は、ウイルスを宿主細胞に感染させ、感染する細胞の種類を決定するのに役立ちます。添付。

尾の終わりには、刺激または受容体の受容体として機能することができる尾の繊維が生い茂っています。キャプシドを構成し、互いに同一であるタンパク質分子のいくつかのサブユニットは、カプソメアと呼ばれます。

ほとんどのウイルスと比較して、バクテリオファージは非常に複雑で、注意深く配置されたいくつかの異なる部分があります。すべてのウイルスには、生細胞でウイルスのコピーを組み立てるのに必要な遺伝子のキャリアである核酸があります。 T4ウイルスでは、核酸はDNAですが、エイズ、ポリオ、インフルエンザの原因となるウイルスなど、他の多くのウイルスでは、核酸はRNAです。

ファージ核酸

異なる形態学的タイプのファージはまた、異なるタイプの核酸によって特徴付けられる。すべてのテールファージには二本鎖DNAが含まれています。大きなカプソメアを持つファージ（グループD）とフィラメントを持つファージ（グループF）は一本鎖DNAを持っています。グループEファージは一本鎖RNAを持っています。

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大腸菌バクテリオファージ

最も広く研究されているバクテリオファージのグループは次のとおりです。 コリファージ、感染するため、そのように名付けられました 大腸菌非運動性B株

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バクテリオファージの繁殖

バクテリオファージには、実際には2種類の感染方法があります。つまり、溶菌性または病原性と静穏性または溶原性です。バクテリオファージに感染する方法は、繁殖（増殖）の方法としても使用されます。

叙情的または毒性のサイクル。

バクテリオファージが細胞に感染し、細胞が応答して多数の新しいウイルスを産生する場合、つまり潜伏期間の終わりに。これらの細胞は破裂するか溶解し、新しいバクテリオファージを放出して宿主細胞に感染します。以下はバクテリオファージの溶菌サイクルです。

相を吸着（付着）
この段階では、最初は細菌の細胞壁に付着した尾端の存在によって特徴づけられます。付着は、ウイルスの繊維と尾が細菌の細胞壁に付着したときに発生する可能性があります。ウイルスは特別な場所、つまりウイルスタンパク質が占めることができる特別なタンパク質を持っている細菌の細胞壁の表面にのみ付着します。ウイルスタンパク質の細菌細胞壁タンパク質への付着は、ロックやロックのように非常に特徴的です。ウイルスは、尾の繊維の端に受容体があるため、特定の目的の細胞に付着する可能性があります。付着後、ウイルスは酵素リゾチーム（破壊する酵素）を放出し、細菌または宿主の細胞壁に穴が形成されます。
感染段階（浸透）
この段階では、細胞外皮が収縮し、尾核が細胞壁と膜を通って細胞内に押し込まれ、ウイルスが細菌細胞にDNAを注入します。しかし、バクテリオファージの頭と尾を形成する細菌のエンベロープは細胞の外側に残ります。次の図のように、感染すると解放され、機能しなくなります。

–バクテリオファージによる宿主細胞の浸透
–尾鞘が短くなり、コアが細胞に浸透し、ウイルスDNAの内部が細胞に注入されます。

リゾチーム酵素を含む注入されたウイルスDNAは細菌のDNAを破壊するので、ウイルスのDNAは生命を引き継ぐ役割を果たします。ウイルスのDNAは、自分自身を大量に複製し、それを実行することによって、何度も何度も自分自身を複製します。頭、尾、繊維などのキャプシド部分に変換される細菌リボソームからのタンパク質合成尾。次に、組み立てプロセスがあります。最初に分離された頭、尾、尾の繊維の部分は、次にウイルスキャプシドに組み立てられ、次にウイルスDNAがそこに入り、完全なウイルス体を形成します。
溶解相
引き継ぐ新しいウイルス体の形成によってマークされているアセンブリが完了したとき核酸ではなくウイルスの核酸の負荷につながる細菌宿主細胞の代謝装置バクテリア。最初の感染から約20分後、200個のバクテリオファージが形成され、それらが組み立てられ、細菌細胞が溶解されて放出されます。新しいバクテリオファージ/ウイルスが出てきて、宿主として他のバクテリアを見つけて感染するなど、ライフサイクルを再開しますそれ。

Lサイクル私ソジェニック

このサイクルも、溶解サイクルと同じフェーズ、つまり吸着フェーズと注入フェーズを経ます。これに続いて、次のフェーズが行われます。

マージフェーズ
バクテリアのDNAはウイルスのDNAに感染しているため、DNAの二本鎖がねじれますバクテリアが壊れて、ウイルスDNAが決定の間に挿入され、スレッドに参加しますバクテリア。したがって、感染した細菌はウイルスDNAを持っています。
卵割期
融合により、ウイルスDNAはバクテリアDNAと一体になり、プロファージと呼ばれるウイルスDNAは不活性になります。したがって、細菌のDNAが複製されると、不活性なウイルスのDNA（プロファージ）も複製されます。たとえば、細菌のDNAが分裂して2つの細菌細胞を形成する場合、ウイルスのDNAも同じように細菌のDNAのように2つに分裂します。したがって、ウイルスDNAプロファージの数は、宿主細菌細胞の数に従います。
合成段階
特定の状況下で、不活化されたウイルスDNA（プロファージ）が特定の化学物質または放射線にさらされた場合高いと、ウイルスのDNAが活性化され、細菌のDNAが破壊されて分離します。次。さらに、ウイルスDNAは細菌細胞タンパク質（宿主）を合成し、新しいウイルスのキャプシドとして使用すると同時に、多くのウイルスに自己複製します。
組み立て段階
キャプシドは完全なウイルスキャプシドに組み立てられ、ウイルスエンベロープとして機能します。新しいウイルスキャプシドが形成されます。さらに、複製からのDNAは、新しいウイルスを形成する結果になります。
溶解相
この段階は溶菌サイクルと同じです。新しいバクテリアやウイルスが形成された後、細胞溶解が起こります。形成されたウイルスはバクテリア細胞から飛び散り、新しいバクテリアを攻撃します。次のサイクルでは、ウイルスは溶菌サイクルまたは溶原サイクルを経ることがあります。次の図は、溶解相と溶原性相の関係を示しています

上の写真は、溶原性段階を経ている特定の環境条件のウイルスが溶解段階に移行する可能性があることを示しています。これは、ウイルスが細菌に感染したときに起こりますが、細菌細胞には耐性があります強力な免疫システムの場合、ウイルスは毒性がありません（原因となる可能性のあるウイルス溶解/破壊）。

環境が変化し、細菌細胞の耐性が低下すると、溶原状態が溶解/溶解に変わる可能性があるため、プロファージは毒性になります。したがって、細菌は新しいウイルスの形成により破壊（溶解）します。

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バクテリアウイルス（バクテリオファージ）の役割

特定の感染症の治療または予防のための遺伝子工学、染色体マッピング、プロファージをその細胞に感染させることによって病原菌を飼いならし、多くはバイオテクノロジー。バクテリオファージは細菌に感染するウイルスです。単一のバクテリオファージに感染できるバクテリアの範囲は限られていますが、存在するバクテリオファージの数は無限です。非常に多い場合は、タイプごとに少なくとも1つのバクテリオファージが存在する可能性が非常に高くなります。バクテリア。

化学組成と構造。
バクテリオファージはさまざまな形で存在し、動物ウイルスと同様に、すべてバクテリオファージの核酸を取り囲むタンパク質キャプシドを持っています。バクテリオファージを感受性細胞に付着させるために使用される複雑な構造を持つものもあります。核酸を含むバクテリオファージの頭部は二十面体であることが多いですが、球形や円筒形など、他にもいくつかの形状があります。すべてのバクテリオファージに尾があるわけではありません。持っているものの中で、それらの構造にはかなりの多様性があります。
溶原性
多くの動物ウイルスの放出とは対照的に、成熟したバクテリオファージ粒子の放出は、常に感染した細菌の溶解と死をもたらします。感染に続いて生殖と溶解が起こるバクテリオファージは、「毒性」バクテリオファージと呼ばれます。しかし、多くのバクテリオファージは、感染細胞の産生や溶解を刺激することなく細菌に感染する可能性があります。この場合、バクテリオファージDNAは宿主細菌の遺伝物質の一部になります。バクテリオファージDNAが存在し、バクテリアDNAと一緒に複製することは、「プロバクテリオファージ」または「プロファージ」と呼ばれます。溶解の可能性を示す「リゾゲン」という用語を考えると、リゾゲンを生成する可能性のあるバクテリオファージはバクテリオファージと呼ばれます。「温帯」。もちろん、プロファージが時折毒性を示し、成熟したバクテリオファージ粒子を生成しない限り、特定の細菌株が溶原性であるかどうかを知ることは困難です。ただし、溶原性細菌が実際に溶解サイクルを経ることがあり、遊離したバクテリオファージは高温バクテリオファージによって溶解された2番目の細菌培養物に上清をプレートすることによってアッセイされたリリースされました。
溶原菌の変換。
プロファージはそのすべてのDNAをコピーするわけではありませんが（プロファージが溶解サイクルに入っていない限り）、プロファージのすべてのDNA遺伝子がコピーされて細菌の新しいタンパク質を形成する可能性があるという意味ではありません。これらの製品は、細菌の外膜のリポ多糖構造の変化を刺激する酵素、または細菌によって周囲の環境に放出される毒素を生成する酵素である可能性があります。外毒素と呼ばれる分泌された毒素は、ジフテリア、猩紅熱、ボツリヌス中毒などの深刻な病気の基礎となります。プロファージDNAによってコード化された新しい文字の獲得は、溶原菌変換と呼ばれます。

生活におけるバクテリオファージの役割：

抗毒素を作るため。
バクテリアを弱めるため。
ワクチンの複製用。

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バクテリオファージの利点

ウイルスは細菌を麻痺させます
スティーブアールはブドウ球菌に感染していました。彼が足を切断し続けるまで、彼のアメリカの薬は解決策を提供しませんでした。必死になって、スティーブはジョージア州、トビリシのファージセラピーのための医療センターに飛んだ。数週間後、彼は徐々に回復していました。奇跡？そうではありません。彼は「敵の敵は友だ」という原則で治療を受けました。
抗生物質よりも強い
ジョージア州は、バクテリオファージ（バクテリアを食べる）ウイルスを使用して感染と戦っている多くの国の1つです。現在、その使用は、結膜炎、耳炎、およびブドウ球菌によって引き起こされる開放創感染症を含むように拡大しています。ジョージア州では、誰もが人生で少なくとも一度はバクテリオファージで治療されてきました。ウイルスを抗菌剤として使用するというアイデアは、1920年代に最初に提唱されました。赤痢、コレラ、黄色ブドウ球菌および大腸菌によって引き起こされる感染症を治療するためのバクテリオファージの使用を商業化する製薬会社の台頭。その後、時間が経つにつれて、抗生物質の発見により、バクテリオファージの使用はあまり適格でないと見なされるようになりました。
腫瘍細胞を破壊する
ウイルスを使用して腫瘍細胞を破壊するというアイデアは、ウイルスが最初に子宮がん細胞を破壊するために使用された1912年以来存在しています。ハイデルベルクの癌研究センターのJeanRommelaireによると、腫瘍細胞の防御機構が変化し、ウイルスの侵入と増殖が容易になるとのことです。
その後の研究で、彼は通常インフルエンザを引き起こすパルボウイルスなどの特定の種類のウイルスが健康な細胞を攻撃せず、悪性細胞のみを攻撃することを発見しました。そこから、前立腺癌、癌腫、黒色腫、および他の種類の癌の治療のためにさらに発展しました。次に、脳腫瘍では、ウイルスは血液脳関門（血液脳）を簡単に通過できないためです。バリア）、ウイルスは最終的に腫瘍を治すことができるように遺伝子組み換えされています大脳
私たちが望んでいるウイルス
バクテリアにのみ感染するウイルスであるバクテリアイーターは、消化管内の特定の病原体を排除するのに効果的であると考えられています。
2006年に食品医薬品局（FDA）は、一般的に知られていないバクテリオファージの使用を承認しました。 Lysteriamonocytogensなどの細菌性病原体に対して食品添加物として攻撃的です。この細菌は、感受性の高い患者に重症になる可能性のあるリステリア症の原因です。バクテリオファージを含む食品添加物の調製物の1つであるLISTEXP100は、生の（未調理の）食品または調理済みの食品に使用できます。

バクテリオファージのしくみ

バクテリオファージは、土壌、水中、および一部の食品（肉、野菜、乳製品）に含まれています。私たちはこれらのファージを、異なる働き方を持つウイルスと温度に区別します。ウイルスが細菌の細胞壁から侵入し、急速に増殖する場所は宿主細胞のDNAと統合し、温度は宿主細胞のDNA。抗菌用途では、DNAなしで細胞を溶解するこの能力が推奨されます。

（オゾン、塩素）などの化学物質の使用、および物理的暴露（紫外線への暴露、低温殺菌）も管理方法ですが、残念ながら品質を損なったり変更したりする可能性があります製品。これらの病原体に対する抗菌剤としてバクテリオファージを使用することは、魅力的な代替手段です。 2009年4月の世論では、EFSAの専門家は、特別な状況下でそれを検討しましたバクテリオファージは腸管内の病原体を排除するのに非常に効果的かもしれません消化。これらの専門家は、胃腸管におけるバクテリオファージの持続性と再汚染を防ぐそれらの能力に関するさらなる研究を推奨しています。

それで、このレビューを読んだ後、なぜ老人が水道水を飲んでいたのに下痢をしなかったのか考えたことがありますか？答えは簡単です。水道水にはバクテリオファージウイルスがあり、これを飲むと下痢などの病気の原因となるバクテリアが死んでしまいます。これは単なる冗談ではありません。実際、インドのガンジス川とヤムナ川からの飲料水がコレラを治すことができることが（アーネストハンキンハンキンによって）かつて研究されました。その後、細菌学者（Frederick Twort）はこれについての仮説を立てましたが、第一次世界大戦のために中止されました

食中毒の予防としてのバクテリオファージ

食品媒介性疾患または食中毒の症例は、病原性微生物で汚染された食品を摂取することによって引き起こされる病気です。症状には、吐き気、嘔吐、急性下痢、腹痛、高熱などがあります。食中毒は、発生するだけでなく、世界的な公衆衛生問題の主な原因となっています。衛生状態と衛生状態が一般的に悪い発展途上国だけでなく、発展途上国でもアップ。研究者の一人であるKusumaningsihは、彼の日記で、食中毒の症例の67％がウイルス汚染、30％が細菌、3％が寄生虫によって引き起こされたと述べています。しかし、細菌汚染は食中毒の症例の30％に過ぎませんが、それらの60％は発生と高い死亡率（死亡率）を引き起こします。

食中毒の原因となる病原菌の1つがサルモネラ属菌です。加工鶏肉製品、生の鶏肉、鶏卵、皮、鶏腸によく見られます。この細菌によって引き起こされる病気はサルモネラ症と呼ばれます。発生する症状は、吐き気、嘔吐、発熱、胃けいれん、感染後3〜7日間続く下痢です。サルモネラ症によって引き起こされる急性下痢は脱水症を引き起こす可能性があり、患者を病院に連れて行く必要があります。重症の場合、サルモネラ感染症は腸、血流、その他の体の部分に広がる可能性があり、治療が迅速かつ適切に行われないと死に至る可能性があります。

サルモネラ属菌汚染の発生。鶏肉の減少は、と畜中の衛生状態の欠如とと畜後の鶏の非衛生的な取り扱いによって引き起こされます。特にインドネシアでは、鶏肉自体の需要が増え続けています。 2012年の純血種および在来の鶏肉の一人当たりの需要は、2015年には4.015kg /人/年から4.914kg /人/年と記録されました。しかし、収穫後の鶏肉加工は、特に中小企業ではまだ不十分です。これにより、食中毒の症例が増える可能性があります。

これまでのところ、食中毒の予防は抗生物質と人工防腐剤を与えることによって行われています。抗生物質の継続投与は病原菌の耐性につながる可能性があるため、抗生物質の投与量を増やす必要があります。高用量で継続的に行われる抗生物質の消費は、肝臓や腎臓の損傷などの長期的な健康問題を引き起こす可能性があります。したがって、このような場合、食中毒を予防するための他の選択肢が必要です。

バクテリオファージは、食中毒を予防するための効果的な代替手段として、有害な副作用なしに使用できます。バクテリオファージは、バクテリアを殺すことができるウイルスの一種です。このウイルスには、バクテリオファージの働きが非常に特異的であるように、標的細菌宿主に適したDNAまたはRNAと特定の受容体タンパク質が含まれています。病原菌のみを溶解できるバクテリオファージの使用は、食品中の善玉菌を妨害しないため、有益です。

バクテリオファージのライフサイクルには、溶解サイクルと溶原サイクルの2種類があります。溶菌サイクルは、バクテリオファージが宿主細菌に感染する状態です。遺伝物質を細菌細胞に入れて体の一部を形成し、細胞溶解を引き起こしますバクテリア。溶菌ライフサイクルを持つバクテリファージは、食中毒の安全で効果的な予防として使用されることが期待されています。

バクテリオファージの分離は、鶏腸の形のサンプルを使用して実行されました。鶏の腸は、病原性微生物がバクテリオファージの宿主である最も病原性の微生物を含む動物の体の一部であるため、バクテリオファージを含むと疑われています。バクテリオファージを含むと疑われる鶏腸液を得るために、鶏腸を粉砕することによって単離を行った。

このバクテリオファージの分離から得られた結果は、病原菌サルモネラ属菌を溶解することができました。 Eの発生を防ぎます。大腸菌。バクテリオファージは宿主細菌を10-7の希釈まで溶解することができます。これは、バクテリオファージがに存在する病原菌の数に応じた自動投与または増殖食べる