Prophage est le nom donné à l'ADN phagique des bactériophages tempérés lorsqu'il est présent dans la cellule bactérienne hôte. Les bactériophages ont été découverts par Félix Hubert d'Hérelle en 1917. Ils sont virus qui se sont adaptés à des les bactéries. Des recherches ultérieures ont fait la distinction entre le phage lytique à haute virulence et le phage tempéré avec prophage silencieux et cycle lysogène.
Que sont les prophages?
Le prophage du bactériophage tempéré peut être présent sous forme de plasmide dans la cellule hôte ou intégré dans l'ADN bactérien. Pour cela, le phage tempéré doit adopter le cycle lysogène lors de l'injection de l'ADN phagique. Une distinction est faite entre le cycle lytique et le cycle lysogène. Alors que le cycle lytique provoque une réplication rapide et une lyse ultérieure de la cellule hôte après l'injection du matériel génétique, dans le cycle lysogène, des gènes répresseurs du phage sont injectés dans la cellule hôte pour supprimer le cycle lytique, c'est-à-dire la dissolution rapide du cellule. Le phage tempéré peut basculer entre les cycles lytique et lysogène en fonction de l'environnement condition cadeau. Le cycle lytique fait référence à l'approche conventionnelle des gènes phagiques dans la cellule hôte. Il y a une réplication rapide dans la cellule hôte après l'injection de l'ADN viral. Après la capside et la fibre de la queue protéines ont été répliquées en plus de l'ADN viral et de nombreuses nouvelles particules virales ont été assemblées à partir des différentes parties, la paroi cellulaire de la cellule hôte est désintégrée par lysozyme. La dissolution de la paroi cellulaire libère les nouveaux phages et ils peuvent maintenant injecter leur ADN dans d'autres cellules bactériennes. Ce processus est terminé en environ une heure. En raison du nombre élevé de nouvelles particules virales, ce processus est appelé «forme virulente». Puisque la paroi de la cellule hôte est détruite par lysozyme, le terme «cycle lytique» est utilisé. Dans le phage tempéré, la réplication rapide et la lyse ultérieure de la cellule hôte n'entrent pas nécessairement en vigueur. En fonction de l'existant facteurs environnementaux, le phage tempéré peut alterner entre les cycles lytique et lysogène. Le cycle lytique peut être supprimé par l'injection de gènes répresseurs et le cycle lysogène peut commencer indéfiniment. Dans le cycle lysogène, le matériel génétique du phage est inséré dans le matériel génétique du germe et peut y persister pendant un temps indéfini. Le matériel génétique injecté est appelé «immobile» et défini comme «prophage». Le prophage peut résider sous forme de plasmide dans le cytoplasme de la cellule hôte ou être intégré dans le matériel génétique de la bactérie. L'intégration du matériel génétique viral nécessite un degré élevé de spécialisation. Le matériel génétique des phages tempérés ne peut être attaché qu'à des positions spécifiques de l'ADN bactérien. Inversement, le matériel génétique des souches individuelles de phages tempérés peut toujours être identifié aux mêmes positions du génome bactérien. En raison de l'adaptation réussie, les prophages deviennent les bénéficiaires de la division cellulaire bactérienne. Au cours du processus de division de la mitose de la cellule hôte, le génome viral est transmis. Transmission ultérieure à d'autres les bactéries peut se produire par conjugaison. Les prophages peuvent ainsi se propager à travers des souches bactériennes entières par diverses voies de transmission. Les influences environnementales telles que la lumière UV ou certains produits chimiques peuvent amener le prophage à revenir au cycle lytique et à rechercher une réplication agressive. De plus, le prophage profite également des processus de transcription de la cellule hôte: les gènes répresseurs injectés du phage sont reconnus comme des dommages à l'ADN par certains enzymes de la bactérie et dégradé. La dégradation des gènes répresseurs a un effet autodestructeur au sein de la cellule hôte. Le cycle lytique ne peut plus être supprimé et le prophage passe de l'état lysogène à la réplication agressive, qui se termine par la dissolution ultérieure de la paroi cellulaire bactérienne.
Occurrence, distribution et propriétés
Les phages sont hautement spécialisés virus qui se sont adaptés à des souches bactériennes individuelles. Ainsi, tous les bactériophages ne peuvent pas accéder à toutes les bactéries. La propagation sans la cellule hôte spécifique n'est pas possible pour le bactériophage. La forte spécialisation conduit au fait que les bactériophages se trouvent sur le même terrain que leurs cellules hôtes. Il en va de même à un degré encore plus grand pour les prophages, car les prophages ne sont pas conventionnels virus et se présentent simplement comme du matériel génétique viral dans l'organisme hôte, ils ne peuvent pas être trouvés en dehors des cellules attribuées, ne serait-ce que par définition. De plus, il faut mentionner que les bactériophages ont un nombre de (10 à la puissance 30) en eau de mer seul, et donc il y a plus de phages que d'organismes vivants sur toute la planète. Cela contraste avec un nombre infiniment petit de dix-neuf bactériophages officiellement recherchés, ce qui rend difficile de faire une déclaration précise sur leur occurrence.
Signification et fonction
Phages thérapie a été développé dans les années 1920 et est toujours utilisé avec succès en Europe de l'Est pour combattre divers Maladies infectieuses. Les avantages du phage thérapie sont évidents: les bactériophages n'endommagent que des souches individuelles de les bactéries tout en antibiotiques ont un effet néfaste général sur les bactéries du corps. La découverte de pénicilline dans les années 1940 a conduit à des antibiotique utilisation en Occident et, par conséquent, un arrêt de la recherche sur les phages. La formation ultérieure de nombreux antibiotique les résistances ont à leur tour suscité un intérêt accru pour les bactériophages dans les années 1990. Cependant, l'objectif du phage thérapie est sur bactériophages à virulence agressive et cycle exclusivement lytique, alors que les bactériophages et prophages tempérés n'ont joué qu'un rôle mineur à ce jour.
Maladies et affections
Certain Pathogènes ne peut établir leur virulence que par symbiose avec les prophages. Clostridium botulinum peut produire le redouté toxine botulique uniquement avec l'aide de l'ADN phagique intégré. Streptocoque pyogenes ne peut que causer écarlate fièvre en combinaison avec l'ADN de prophage. Vibrio cholerae produit choléra uniquement grâce à des prophages spéciales. Cela montre également l'importance des phages pour la médecine humaine. Des souches bactériennes entières pourraient perdre leur potentiel pathogène si les prophages responsables pouvaient être spécifiquement éliminés.
