Temperente Phagen

von lateinisch: temperantia - Mäßigung und griechisch: phagein - fressen
Synonym: Temperente Bakteriophagen
Englisch: temperate phage

Definition

Temperente Phagen sind DNA-Viren, die zu den Bakteriophagen gehören. Sie besitzen die Fähigkeit, ihr Genom in das des Wirtes zu integrieren und als Prophage an die nächste Bakteriengeneration weitergegeben zu werden (Temperenz).

Im Gegensatz zu den temperenten Phagen bezeichnet man Bakteriophagen, deren Vermehrung über den Stoffwechsel des Wirts immer zu dessen Lyse führt, als virulente Phagen.

Aufbau

Bakteriophagen sind grundsätzlich aus mehreren Komponenten zusammengesetzt, die sich jedoch in ihrer Präsenz und Ausprägung zwischen den verschiedenen Phagenarten unterscheiden können. Temperente Phagen haben keinen speziellen, einheitlichen Aufbau. Beispielsweise besteht der temperente E. coli-Phage Lambda aus einem Kapsid ("Kopf"), in dem sich die Nukleinsäure befindet, und einem nicht-kontraktilen Schwanz.

Vermehrung

Temperente Phagen bringen zunächst ihr Genom in die Wirtszelle ein (Infektion). Der Phage kann nun auf zwei Arten vermehrt werden:

Lytischer Zyklus: Der Stoffwechsel wird auf die Transkription und Translation viraler Gene umprogrammiert und so die Einzelteile des Virus produziert und zusammengebaut. Schließlich wird die Lyse der Zelle eingeleitet. Aufgrund einströmenden Wassers platzt sie und setzt die neuen Viren frei. Dieser Weg ist typisch für virulente Phagen.
Lysogener Zyklus: Nach der DNA-Injektion wird diese mittels des Enzyms Integrase in das Wirtsgenom eingebaut. Die Transkription viraler Gene wird mittels eines Repressorproteins unterdrückt. Die virale DNA wird als Teil des Wirtsgenoms bei der regulären Zellteilung repliziert und an die nächste Generation weitergegeben.

Den Vorgang des lysogenen Zyklus bezeichnet man als Lysogenie, aus dem der Phage jederzeit wieder austreten kann. Bakterien, die einen Prophagen tragen, sind also lysogen. Man spricht auch von einer latenten Infektion. Die integrierten Phagen werden in dieser Phase als Prophagen bezeichnet.

Durch äußere Faktoren (UV-Strahlung, Temperaturveränderungen, andere Stressoren) können bestimmte Gene eingeschalten werden, die zum Herausschneiden der Virus-DNA und dem Übergang in den lytischen Zyklus führen. Dabei können Fehler unterlaufen und ein Teil der Wirts-DNA mit ausgeschnitten werden, der in den neuen Phagen "verpackt" wird. Solche Phagen werden translozierte Phagen genannt.

Quellen

Nordheim A et al.: Molekulare Genetik. 10. Auflage, 2010. Thieme Verlag. DOI: 10.1055/b-0034-102300
Fuchs G, Schlegel HG: Allgemeine Mikrobiologie. 8. Auflage, 2006. Thieme Verlag
Kayser FH et al.: Taschenlehrbuch Medizinische Mikrobiologie. 12. Auflage, 2010. DOI: 10.1055/b-0034-85722