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16.4: 박테리오파지의 용원 주기
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Biology

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Lysogenic Cycle of Bacteriophages
 
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16.4: Lysogenic Cycle of Bacteriophages

16.4: 박테리오파지의 용원 주기

In contrast to the lytic cycle, phages infecting bacteria via the lysogenic cycle do not immediately kill their host cell. Instead, they combine their genome with the host genome, allowing the bacteria to replicate the phage DNA along with the bacterial genome. The incorporated copy of the phage genome is called the prophage. Some prophages can re-activate and enter the lytic cycle. This often occurs in response to a perturbation, such as DNA damage, but can also transpire in the absence of external cues.

Lysogenic Conversion

In some cases, the genes encoded by prophages can alter the phenotype of the infected bacterium, a process known as lysogenic conversion. Some phages encode proteins or toxins called virulence factors that can facilitate bacterial infections. Through lysogenic conversion, normally non-pathogenic bacteria can become highly virulent via infection by a phage carrying virulence factors.

For example, such phages are largely responsible for the pathogenicity of the bacterial species that cause botulism (Clostridium botulinum), diphtheria (Corynebacterium diphtheriae), and cholera (Vibrio cholerae). Without lysogenic conversion, these bacteria do not usually cause disease.

A particularly well-studied example of lysogenic conversion is that of the Escherichia coli strain O157:H7. Several massive food recalls have stemmed from contamination by E. coli O157:H7. This strain of E. coli has been infected by a phage that encodes Shiga-like toxin (Stx), which can cause intestinal bleeding and kidney failure. In the lysogenic cycle, Stx is not produced, and the bacteria do not cause disease. The phage must re-enter the lytic cycle for Stx to be produced. Unfortunately, certain antibiotics can trigger the induction of the prophage and consequent Stx production, making treatment of these infections difficult. Current research is investigating novel therapies that prevent initiation of the prophage.

lysogenic 주기를 통해 박테리아를 감염 하는 파지 즉시 그들의 호스트 세포를 죽이지 않습니다. 대신, 그(것)들은 그들의 게놈을 호스트 게놈과 결합하여 박테리아가 세균게놈과 더불어 파지 DNA를 복제할 수 있게 합니다. 파지 게놈의 통합 된 사본은 프로파지라고합니다. 일부 프로파지는 다시 활성화하고 용해 주기를 입력할 수 있습니다. 이것은 수시로 DNA 손상과 같은 동요에 응하여 생기지만, 또한 외부 단서의 부재에서 transpirere수 있습니다.

리소겐 변환

어떤 경우에는, prophages에 의해 인코딩된 유전자는 감염된 박테리아의 표현형을 변경할 수 있습니다, 리소겐 변환으로 알려진 과정. 일부 파지는 세균 감염을 촉진할 수 있는 독성 인자에게 불린 단백질 또는 독소를 인코딩합니다. 리소겐 변환을 통해, 일반적으로 비 병원성 박테리아는 독성 요인을 운반하는 파지에 의해 감염을 통해 매우 악성될 수 있습니다.

예를 들어, 이러한 파지는 보툴리누스중독(클로스트리듐 보툴리눔),디프테리아(코리네박테리움디프테리아),콜레라(Vibrio콜레라)를유발하는 세균종의 병원성에 크게 책임이 있다. 리소겐 변환 없이, 이러한 박테리아는 일반적으로 질병을 일으키는 원인이 되지 않습니다.

리소겐 변환의 특히 잘 연구 된 예는 대장균 균주 O157:H7의 것입니다. 대장균 O157:H7에 E. coli 의한 오염에서 비롯된 몇 가지 대규모 식품 리콜. 대장균의 이 긴장은 창자 출혈과 신부전을 일으키는 원인이 될 수 있는 시가 같은 독소 (Stx)를 인코딩하는 파지에 의해 감염되었습니다. 리소겐성 사이클에서 Stx는 생성되지 않으며 박테리아는 질병을 일으키지 않습니다. 파지는 Stx가 생성될 용액 주기를 다시 입력해야 합니다. 불행히도, 특정 항생제는 프로파지및 그에 따른 Stx 생산의 유도를 시작할 수 있습니다, 이 감염의 처리를 어렵게 만드는. 현재 연구는 prophage의 개시를 방지하는 새로운 치료를 조사하고 있습니다.


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