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Lexikon der Biologie: Lambda-Phage

Lambda-Phage m [von *lambda- , griech. phagos = Fresser], λ-Phage, temperenter Bakteriophage; wurde nach seiner ersten Isolierung (1951) zu einem der klassischen Untersuchungsobjekte von Genetikern und Molekularbiologen, so daß der Aufbau des Genoms und auch die komplexe Regulation der Genexpression sehr genau bekannt sind. Die Infektion (Virusinfektion) des Wirtsbakteriums Escherichia coli führt entweder zur Produktion von Nachkommenphagen (ca. 100 infektiöse Partikel pro Zelle) und Lyse der Wirtszelle (lytische Infektion, Dauer: ca. 40–45 Minuten; Bakteriophagen II ) oder nach Integration der Phagen-DNA in das Bakterienchromosom ( Lambda-Phage ) zur simultanen Vermehrung des Prophagen mit der Wirtszelle. Dadurch entsteht eine lysogene, gegen nochmalige Infektion durch Lambda-Phagen immune Bakterienzelle. Die Phagenpartikel bestehen aus einem isometrischen Kopf und einem Schwanz. Sie enthalten eine lineare, doppelsträngige DNA (48.502 Basenpaare; Desoxyribonucleinsäuren [Tab.]), deren Nucleotidsequenz seit 1982 vollständig bekannt ist. Die 5'-Enden der beiden DNA-Stränge werden von 12 Basen langen, komplementären Einzelstrangsegmenten gebildet (kohäsive Enden oder sticky ends; cos-site, Cosmide). Nach Injektion der Lambda-Phagen-DNA in eine infizierte Bakterienzelle lagern sich die kohäsiven Enden zusammen, und durch eine bakterielle DNA-Ligase und eine Gyrase (DNA-Topoisomerasen) wird das Phagengenom zu einem ringförmigen Molekül kovalent geschlossen. Gene mit verwandten Funktionen sind meist in Gruppen auf dem Genom zusammengefaßt. Die detaillierten Kenntnisse über den Lambda-Phagen ermöglichten u.a. die gezielte Konstruktion von Mutantenphagen, die als Vektoren zur DNA-Klonierung, z.B. beim Aufbau einer Genbibliothek (Expressionsbibliothek), verwendet werden. Gängige Beispiele von in der Molekularbiologie eingesetzten Lambda-Derivaten sind λgt10, λgt11, λZAP oder λEMBL. Mit dem Lambda-Phagen verwandt sind einige Coli-Phagen (434, 81, 82, 21, 80) und der Salmonella-Phage P22, die deshalb auch gemeinsam als lambdoide Phagen bezeichnet werden. Je nach Verwandtschaftsgrad sind lambdoide Phagen zur gegenseitigen Komplementation von Genfunktionen befähigt. Außerdem können Gene bzw. Gengruppen untereinander durch Rekombination ausgetauscht werden; dies führt zur Entstehung von Hybridphagen. Antitermination, Autoregulation, Charon-Phagen; Lambda-Phage .

E.S.

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