主な違い – 溶菌サイクル vs 溶原サイクル
ウイルスとは、核酸分子がタンパク質の被膜に包まれた感染性物質です。
ウイルスは、動物、植物、細菌、藻類の細胞に感染する。
一度感染すると、ウイルスは宿主の内部で繁殖することができる。
宿主細胞は、元のウイルスから何千もの同一コピーを驚異的な速度で生産することができる。
溶菌サイクルと溶原サイクルという2つのウイルス複製メカニズムがあり、これらは同じように発生する可能性がある。
溶菌サイクルと溶原性サイクルの主な違いは、溶菌サイクルが宿主細胞を破壊するのに対し、溶原性サイクルは宿主細胞を破壊しないことである。
溶菌サイクルでは、ウイルスDNAが宿主細胞のDNAを破壊し、細胞機能を停止させる。
しかし、溶菌サイクルでは、ウイルスのDNAは宿主のDNAと融合する可能性がある。
Lytic Cycleとは
溶菌サイクルとは、ウイルスの繁殖機構の一種で、感染した細胞を溶かすというものです。
吸着、侵入、複製、成熟、放出という5つの段階を経て行われる。
ウイルスは宿主細胞の細胞壁や細胞膜に付着することがあります。
ウイルスは細胞膜の特定のレセプターに付着し、細胞膜を弱くする。
ウイルスは、その遺伝物質を宿主の細胞質内に侵入させるための穴を作る。
ウイルスが寛容な宿主に侵入すると、ウイルスDNAが複製され、宿主細胞内でウイルスタンパク質が生成される。
そして、タンパク質が成熟することによって、新しいウイルス粒子が作られる。
宿主細胞の溶解により、ウイルス粒子は細胞から放出される。
溶血サイクルのステップを図1に示す。
図1: 溶解サイクル
新しいウイルスの子孫が外部に放出されるため、溶菌サイクルはウイルスの複製の主要なメカニズムと考えられている。
1回のサイクルで100-200個のウイルス粒子が生成される。
宿主の溶解は、ウイルスが放出する酵素によって達成される。
そのため、溶血性ウイルスは感染細胞の細胞機構を乗っ取る。
細胞の溶解は、宿主にウイルス感染の症状をもたらす。
ライゾマティクス・サイクルとは？
リソジェニック・サイクルとは、ウイルスのDNAが宿主ゲノムに組み込まれる生殖機構です。
宿主ゲノムに組み込まれた新しい遺伝子のセットをプロファージと呼ぶ。
これにより、ウイルスのDNAは宿主ゲノムの一部となる。
宿主ゲノムが複製されると、ウイルスの遺伝子も同時に複製される。
プロファージの段階を図2に示す。
図2：プロファージ
溶原性サイクルでは新しい子孫は作られないので、宿主細胞は溶解しない。
そのため、宿主にウイルス感染の症状は現れない。
溶原性サイクルを経て、溶原性サイクルに移行するウイルスもあります。
溶菌サイクルと溶原性サイクルの類似点
- 溶菌サイクルと溶原性サイクルは、どちらもウイルスの繁殖の仕組みです。
- 溶菌サイクルと溶血サイクルは、どちらも宿主細胞内でのみ起こる。
- 溶菌サイクルと溶血サイクルは、どちらも数千のオリジナルウイルスのコピーを生成することができる。
- 溶菌サイクル、溶原サイクルともに、宿主細胞のDNA複製とタンパク質合成を抑制する。
Lytic Cycle と Lysogenic Cycle の違い
定義
Lytic Cycle（溶菌サイクル）。
溶菌サイクルとは、ウイルスの繁殖機構の一種で、感染した細胞を溶解させる。
溶原性サイクル。
溶原性サイクルは、ウイルスDNAが宿主ゲノムに統合されるウイルス繁殖機構の一種である。
ウイルスDNAの統合
溶菌サイクル。
溶菌サイクルでは、ウイルスのDNAは宿主のDNAに統合されることはない。
溶原性サイクル。
溶原性サイクル：ウイルスDNAは宿主のDNAに統合される。
プロファージステージ
Lytic Cycle: 溶菌サイクルは、プロファージステージを持たない。
溶原性サイクル。
溶原性サイクルは、プロファージステージを持つ。
宿主DNA
溶菌サイクル。
宿主のDNAは、溶菌サイクルの間に加水分解される。
溶原性サイクル。
宿主のDNAは、溶原性サイクルの間、加水分解されない。
ウイルスのDNA複製
溶菌サイクル。
ウイルスのDNA複製は、宿主のDNA複製とは別に、溶菌サイクルで行われる。
溶原性サイクル。
溶原性サイクル：宿主のDNA複製に伴ってウイルスのDNA複製が行われる。
ウイルスDNAの生産性
Lytic Cycle: 溶菌サイクルでは、ウイルスDNAが独立して複製されるため、生産性が高い。
溶原性サイクル。
溶菌サイクル：宿主のDNA複製に伴ってウイルス複製が行われるため、溶菌サイクルと比較してウイルスDNAの生産性は低い。
宿主の細胞機構
溶菌サイクル。
宿主の細胞機構は、溶菌サイクルでウイルスゲノムに完全に乗っ取られる。
溶原性サイクル。
溶原性サイクル：宿主の細胞機構がウイルスゲノムによってわずかに撹乱される。
Virulency（病原性
溶菌サイクル。
溶血性ウイルスは強毒性です。
溶原性サイクル。
溶原性ウイルスは非病原性です。
宿主細胞の溶解
溶菌サイクル。
宿主細胞は、溶菌サイクルでウイルス粒子が放出される際に溶解される。
溶原性サイクル。
宿主細胞は溶菌サイクルで溶かされない。
ウイルス粒子またはその子孫の解放
溶菌サイクル。
ウイルス粒子は、溶菌サイクルで遊離される。
したがって、溶菌サイクルでは、ウイルスの子孫が作られる。
溶原性サイクル。
通常、溶原性サイクルでは、ウイルス粒子は遊離されない。
したがって、溶原性サイクルはウイルスの子孫を作らない。
時間
Lytic Cycle（溶菌サイクル）。
溶菌サイクルは短時間で行われる。
溶菌サイクル。
溶菌サイクルは時間をかけて行われる。
フォローアップ
溶菌サイクル。
Lytic Cycleは、Lysogenic Cycleに追従できない。
リソジェニックサイクル。
溶原性サイクルは溶原性サイクルに続くことができる。
ウイルス感染による症状
Lytic Cycle（溶菌サイクル）。
溶菌サイクルは、ウイルスが複製される症状を示す。
溶原性サイクル。
溶原性サイクルは、ウイルス複製の症状を示さない。
バクテリアの遺伝子組換え
溶菌サイクル。
溶菌サイクルでは、宿主細菌の遺伝子組換えはできない。
溶原性サイクル。
溶菌サイクルは、宿主細菌の遺伝子組み換えを可能にする。
結論
ウイルスの繁殖の仕組みには、溶菌サイクルと溶原サイクルがあります。
溶菌サイクルでは、ウイルスの新しい子孫が放出されることにより、宿主細胞が溶解する。
しかし、溶原性サイクルでは、細胞の溶解は起こらない。
溶原性サイクルでは、ウイルスのDNAは宿主ゲノムに組み込まれる。
溶原性サイクルと溶原性サイクルの主な違いは、それぞれの生殖サイクルが宿主細胞に与える影響です。
