プロファージとプロウィルスの主な違いは、プロファージがウイルスゲノムを細菌ゲノムに統合したものであるのに対し、プロウィルスはウイルスゲノムを真核生物ゲノムに統合したものである点です。
さらに、プロファージはバクテリオファージで、ゲノムを細菌ゲノムに統合して溶菌サイクルを回すのに対し、プロウイルスはレトロウイルスで、一本鎖RNAゲノムを二本鎖DNAに変換して真核生物ゲノムに統合していくものです。
また、プロファージは溶菌サイクルに入るために宿主ゲノムからの切り離しを行うことができるが、プロウイルスはスプライシングの後、切り離しを行わないこともあります。
プロファージとプロウイルスは、ウイルスの2つのステージで、異なる宿主のゲノムに統合される。
一般に、両タイプのウイルスゲノムは、ゲノム統合により宿主の世代を越えて受け継がれる。
主な対象分野
- プロファージとは
– 定義、ゲノム組込み、意義 - プロウイルスとは
– 定義、ゲノム組込み、意義 - プロファージとプロウィルスの類似点とは？
– 共通点の概要 - プロファージとプロウィルスの違いとは？
– 主な違いの比較
この記事の重要な単語
細菌ゲノム、真核生物ゲノム、ゲノム統合、プロファージ、プロウイルス
プロファージとは
プロファージとは、ウイルスゲノムの一種で、細菌細胞のゲノムに組み込まれるものである。
一般に、このタイプのウイルスはバクテリオファージと呼ばれる。
しかし、バクテリオファージは2種類のライフサイクルを持つことができる。
溶原性サイクルと溶原性サイクルです。
基本的に、溶原性サイクルでは、ウイルスゲノムは宿主ゲノムに統合されます。
一方、溶菌サイクルでは、ウイルスが細胞を乗っ取って生殖を行い、新たなウイルスを作り出す。
溶菌サイクルのウイルスは宿主細胞を破壊しないが、溶血サイクルのウイルスは宿主細胞を破壊し、新しく作られたファージを放出する。
：図1 バクテリオファージの溶菌サイクルと溶原サイクル
さらに、プロファージは自分のゲノムを宿主のゲノムに直接組み込むため、溶菌サイクルを経る。
プロファージが組み込まれた細菌宿主は溶原菌と呼ばれる。
また、プロファージは細菌の細胞機構を利用して、宿主ゲノムと一緒に複製を行う。
そのため、プロファージは何世代にもわたって細菌の娘細胞のゲノムに伝搬することができる。
プロファージに由来する余分な遺伝子が存在するため、感染した細菌の表現型は感染していない細菌と異なる。
このような変化は、溶原性変換と呼ばれる。
例えば、ビブリオコレラやクロストリジウム・ボツリヌスなどの毒素を産生し、病原性を高めることができる。
重要なことは、溶菌サイクルでプロファージを誘導することにより、宿主ゲノムからプロファージを切除することで溶菌サイクルを進行させることができることである。
プロヴィルスとは
プロウイルスは、真核細胞のゲノムに統合されるタイプのウイルスです。
これに対して、レトロウイルスは、プロウイルスになるタイプのウイルスです。
通常、レトロウイルスはゲノムに一本鎖のRNAを含んでいる。
そのため、ゲノムには、RNAをDNAに逆転写する酵素である逆転写酵素もコードされている。
このことは、ウイルスのDNAゲノムを真核生物のゲノムに組み込むことを可能にする。
さらに、プロウイルスはプロファージとして宿主ゲノムに組み込まれる際に、溶原性サイクルを経る。
そのため、プロウイルスは宿主ゲノムとともに受動的に複製を受ける。
一般に、この過程を溶原性ウイルス生殖と呼んでいる。
図2：HIVプロウイルス
さらに、プロウイルスの組み込みにより、潜伏感染と産生感染が起こる。
通常、潜伏感染では、プロウイルスは転写を停止している。
しかし、生産性感染では、プロウイルスは転写を受け、直接新しいウイルスを合成し、それが溶菌サイクルを介して他の細胞に感染する。
通常、潜伏感染の段階は、環境条件や健康状態に応じて生産性感染に移行することができる。
しかし、プロウイルスは宿主ゲノムに組み込まれた後、切除されることはない。
通常、プロウイルスはヒトゲノムの8％を占め、内在性レトロウイルスの形で遺伝している。
レトロウイルス以外では、アデノ随伴ウイルスもプロウイルスの一例です。
プロファージとプロヴィルスの類似点
- プロファージとプロウイルスは、異なる種類の宿主細胞に感染するウイルスの2つの段階です。
- 重要なのは、どちらの段階のウイルスも、そのゲノムを宿主ゲノムに統合することです。
- したがって、ウイルスゲノムは宿主の一部として複製することができる。
- 溶原性サイクルの中で保持することができる。
プロファージとプロウィルスの違い
定義
プロファージは細菌ウイルスのゲノムが細菌ゲノムに組み込まれたもので、プロウイルスはウイルスのゲノムが真核宿主細胞のゲノムに組み込まれたものです。
インテグレーション
プロファージが細菌ゲノムに統合されるのに対し、プロウイルスは真核生物ゲノムに統合される。
例
バクテリオファージはプロファージ、レトロウイルスはプロビルスに相当する。
ウイルスのゲノムの種類
プロファージは二本鎖DNA、プロウイルスは一本鎖RNAでゲノムを構成している。
統合プロセスの意義
また、プロファージはそのゲノムを細菌ゲノムに統合して溶菌サイクルを行い、プロウイルスはその一本鎖RNAゲノムを二本鎖DNAに変換して真核生物ゲノムに統合している。
逆転写酵素
プロファージが逆転写酵素を使用しないのに対し、プロウイルスは逆転写酵素を使用します。
重要性
プロファージは細菌ゲノムからゲノムを切除することで溶菌サイクルに入ることができ、プロウイルスは宿主に長期間留まることで慢性的な感染を成立させることができる。
ウイルスゲノムの除去
さらに、プロファージは宿主ゲノムから切り離されて溶菌サイクルに入るが、プロウイルスは一度組み込まれると切り離されることがない。
進行状況
プロファージの溶菌サイクルで合成された新しいウイルス粒子は、新たに感染した細胞内で溶菌サイクルを経る。
一方、プロウイルスの生産的感染により溶菌サイクルで合成された新しいウイルス粒子は、新たに感染した細胞内で溶菌サイクルを経る。
結論
プロファージとは、ウイルスゲノムの一種で、細菌細胞のゲノムに統合される。
一般に、溶菌サイクルにとどまり、ゲノムの複製によって世代交代する。
しかし、宿主ゲノムから切除されて溶菌サイクルに入り、細菌細胞を破壊することもあります。
そのほか、細菌に感染するウイルスはバクテリオファージです。
一方、プロウイルスは、ウイルスゲノムの一種で、真核細胞のゲノムに統合される。
真核生物のゲノムと一緒に複製されるが、宿主のゲノムから切り離されないこともあります。
そのため、慢性的な感染症を引き起こす可能性がある。
また、レトロウイルスはプロウイルスになるタイプのウイルスです。
したがって、プロファージとプロウイルスの主な違いは、宿主の種類と溶菌サイクルに入るかどうかです。
