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Kompaktlexikon der Biologie: temperente Phagen

temperente Phagen, DNA-Viren, die Bakterienzellen infizieren, jedoch nicht gleich vermehrt werden und die Zelle somit auch nicht schnell lysieren. Dieses temperente (gemäßigte) Verhalten beruht darauf, dass die Phagen-DNA in das Wirtsgenom integriert wird. Sie wird in diesem Stadium als Prophage bezeichnet, das Wirtsbakterium als lysogen. Die Lysogenie beinhaltet zwei Möglichkeiten: den lysogenen Weg und den lytischen Weg. Beim lysogenen Weg wird nur ein einziges Gen der Phagen-DNA aktiviert, dessen Repressor-Protein die weiteren Aktivitäten des Phagengenoms blockiert und dazu führt, dass die Phagen-DNA nicht exprimiert, sondern an einer bestimmten Stelle in das Bakteriengenom integriert wird. In diesem Prophagen-Stadium wird das Virusgenom gemeinsam mit dem Genom der Bakterienzelle repliziert und an die Nachkommen der ursprünglich infizierten Zelle weitergegeben. Diese sind folglich alle lysogen. Durch äußere Einwirkungen, wie z.B. ultraviolette Strahlung und/oder Mutagene oder auch durch natürlich vorkommende Mutationen kann eine einzelne Zelle oder eine ganze Zellpopulation in den lytischen Zustand übergehen. Es kann auch ein spontaner Übergang zum lytischen Zustand erfolgen (etwa 1x104 Zellteilungen). Das Bakterium bildet zur Reparatur seiner DNA-Schädigung bestimmte Enyme, von denen eines auch das Repressor-Protein abbaut, das die Transkription der Phagen-DNA in mRNA blockiert. Mit Beginn der Transkription werden an den bakteriellen Ribosomen phagenspezifische Enzyme synthetisiert. Die Bakterien-DNA wird abgebaut und die daraus entstehenden Bausteine werden zur Synthese der Phagen-Nucleinsäuren verwendet. Alle Bestandteile der Wirtszelle arbeiten jetzt nach Informationen der Phagen-DNA, die Zelle produziert Strukturproteine, die replizierte Phagen-DNA wird in die Köpfe eingeführt und anschließend erfolgt Zusammenbau der einzelnen Strukturproteine zum reifen Phagen. Ein von der Phagen-DNA codiertes Lysozym führt durch Lyse der Zelle zur Freisetzung der infektiösen Phagen und dadurch zum Tod der Wirtszelle. Zu den t.P. gehört der Phage Lambda des Bakteriums Escherichia coli.

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Redaktion:
Dipl.-Biol. Elke Brechner (Projektleitung)
Dr. Barbara Dinkelaker
Dr. Daniel Dreesmann

Wissenschaftliche Fachberater:
Professor Dr. Helmut König, Institut für Mikrobiologie und Weinforschung, Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Professor Dr. Siegbert Melzer, Institut für Pflanzenwissenschaften, ETH Zürich
Professor Dr. Walter Sudhaus, Institut für Zoologie, Freie Universität Berlin
Professor Dr. Wilfried Wichard, Institut für Biologie und ihre Didaktik, Universität zu Köln

Essayautoren:
Thomas Birus, Kulmbach (Der globale Mensch und seine Ernährung)
Dr. Daniel Dreesmann, Köln (Grün ist die Hoffnung - durch oder für Gentechpflanzen?)
Inke Drossé, Neubiberg (Tierquälerei in der Landwirtschaft)
Professor Manfred Dzieyk, Karlsruhe (Reproduktionsmedizin - Glück bringende Fortschritte oder unzulässige Eingriffe?)
Professor Dr. Gerhard Eisenbeis, Mainz (Lichtverschmutzung und ihre fatalen Folgen für Tiere)
Dr. Oliver Larbolette, Freiburg (Allergien auf dem Vormarsch)
Dr. Theres Lüthi, Zürich (Die Forschung an embryonalen Stammzellen)
Professor Dr. Wilfried Wichard, Köln (Bernsteinforschung)

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