박테리오파지는 무엇인가?

박테리오파지는 박테리아에 감염되는 바이러스로, 1915년경에 처음 발견되어 바이러스 생물학에서 독특한 역할을 해 온 가장 잘 이해되고 있는 바이러스일 수 있지만 동시에 구조는 매우 복잡해질 수 있습니다 박테리오파지는 본질적으로 DNA 또는 RNA로 이루어진 바이러스이며 단백질 껍질 속에 봉입되어 있다. 캡시드라는 단백질 껍데기는 바이러스 게놈을 보호한다. T4 박테리오파지처럼 대장균에 감염되는 박테리오파지에는 바이러스를 숙주에 부착시키는 데 도움이 되는 섬유로 된 단백질 꼬리가 박테리오파지를 사용하는 것은 바이러스에는 용해사이클과 용원사이클의 두 가지 주요 라이프사이클이 있음을 밝히는 데 큰 역할을 했다. 01 병원성 박테리오파지와 용균 사이클 박테리오파지세포용해 박테리오파지는 박테리아에 감염되는 바이러스입니다. T파지는 유전물질(DNA 또는 RNA)을 포함한 20면체의 머리 부분과 여러 개의 구부러진 미섬유를 가진 두꺼운 꼬리로 구성돼 있다. 꼬리 부분은 유전 물질을 숙주 세포에 주입하여 감염시키기 위해 사용됩니다. 그 후, 파지는 박테리아의 유전자 기구를 사용하여 자기 복제를 한다. 충분한 수가 생성되면 퍼지는 용해에 의해 세포에서 나와 세포를 죽이는 과정이 됩니다. Karsten Schneider 사이언스 포토 라이브러리 Getty Images
감염된 숙주세포를 죽이는 바이러스는 독성이 강한 것으로 알려져 있다. 이런 종류의 바이러스의 DNA는 용해 사이클을 통해서 재생된다. 이런 사이클에서 박테리오파지는 세균 세포벽에 달라붙어 그 DNA를 숙주에게 주입한다. 바이러스 DNA는 보다 많은 바이러스 DNA나 다른 바이러스 부품의 구축이나 조립을 지시합니다. 한 번 조립되면, 새롭게 만들어진 바이러스의 수는 계속 증가해 숙주 세포를 파괴하거나 분해하거나 한다. 분석을 실시하면, 호스트가 파기됩니다. 사이클 전체는 온도 등 다양한 요인에 따라 다르지만 20~30분이면 완료됩니다. 파지의 번식은 일반적인 세균의 번식보다 훨씬 빠르기 때문에 박테리아의 집락원 전체를 매우 빨리 파괴할 수 있다. 이 용해사이클은 동물 바이러스에도 잘 나타난다. 02 온대바이러스용원성사이클 온대 바이러스는 숙주 세포를 죽이지 않고 번식하는 바이러스이다. 온대 바이러스는 용원성 사이클을 통해 번식하고 휴면 상태에 들어간다. 용원 사이클에서 바이러스 DNA는 유전자 재조합에 의해 세균염색체에 삽입된다. 바이러스 게놈을 삽입하면 프로파지로 알려져 있는 숙주세균이 번식하면 프로파지 게놈이 복제되어 세균의 딸세포로 계승됩니다 프로파지를 운반하는 숙주세포는 분해될 가능성이 있기 때문에 용원세포라고 불린다. 스트레스 상태 또는 다른 트리거 하에서 바이러스 입자를 신속히 재생하기 위해 프로파지는 용원 사이클에서 용해 사이클로 전환될 수 있다. 이는 세균세포의 분해를 가져온다. 동물에게 감염되는 바이러스는 용원성 사이클을 통해 번식하기도 한다. 예를 들어 헤르페스 바이러스는 감염 후 처음으로 용해 사이클로 전환되며, 그 후 용원 사이클로 전환됩니다. 바이러스는 잠복기에 들어가 독성을 띠지 않고 수개월에서 수년간 신경계 조직에 머물 수 있다. 일단 트리거가 되면 바이러스는 용해 사이클로 들어가 새로운 바이러스를 생성합니다. 03 위용원성 박테리오파지는 또한 용해사이클 및 용원사이클 양쪽과 조금 다른 라이프 사이클을 나타낼 수 있다. 의사 용원 사이클에서는 바이러스 DNA가 복제되지 않고(용해 사이클과 같이) 세균 게놈에도 삽입되지 않는다. 이 사이클은 보통 세균의 증식을 지원하기에 충분한 영양소가 없을 때 일어난다. 바이러스 게놈은 세균의 세포 내에서 복제되지 않는 전구체로 알려져 있는 영양소 수준이 충분한 상태로 돌아오면 프리프로파지는 용해 사이클 또는 용원 사이클에 들어갈 수 있다.