Bakteriophage
Synonym
Definition
- Bakteriophagen sind Viren, die
ausschließlich Bakterien
befallen. Tierische oder pflanzliche Zellen werden nicht infiziert.
Morphologie
- Ein Bakteriophage besteht aus einer Eiweißhülle (Kopf, Schwanz und
Endplatte mit Schwanzfasern) und einem im Inneren des Kopfes befindlichen
DNA- oder RNA-Faden (Erbanlage des Phagen).
- Der Kopf hat einen Durchmesser von etwa 25 - 95 nm, der Schwanz ist 15 -
150 nm lang.
- Man unterscheidet je nach vorhandener Erbsubstanz zwischen DNA- und
RNA-Phagen.
- Auch ihr Aussehen kann sehr unterschiedlich sein: Die Köpfe können
polyedrisch oder kugelig aussehen, der Schwanz kann kurz oder lang
sein.
- Da das Wirtsspektrum der Phagen meist auf eine Bakterienart beschränkt
ist, spricht man z.B. von Samonellophagen, Staphyllophagen u.a.
- Das Wirtsspektrum ist aber auch innerhalb einer Bakterienart
unterschiedlich.
Vermehrung
- Der Phage setzt sich mit seiner Endplatte auf einen bestimmten und dazu
passenden Rezeptor in der Bakterienzellwand (Adsorptionsphase).
- Danach wird mit Hilfe des wie eine Injektionsspritze fungierenden
Schwanzteiles DNA oder RNA aus dem Köpfchen in
das Bakterieninnere hineingeschossen (Penetrationsphase), während die
Phagenhülle außerhalb des Bakteriums verbleibt.
- Ist die Phage aktiv (virulenter Phage), schließt sich die intrazelluläre
Vermehrungsphase an:
- Die eingedrungene Erbsubstanz des Phagen zwingt die Enzymsysteme des
Bakteriums dazu, neue Phagenpartikel herzustellen.
- Hüllenteile und Erbsubstanz werden zuerst getrennt produziert und
erst dann zusammengebaut.
- Aus einem eingedrungenen Phagen entstehen somit rund 100 - 300 neue
Phagen.
- Abschließend bewirken die neugebildeten Phagen, dass die
Bakterienzelle von innen aus aufgelöst und die Phagen freigesetzt
werden (Ausschleusephase).
- Ist der in ein Bakterium eingedrungene Phage nicht aktiv (temperierter
oder abgeschwächter Phage), schließt sich der Penetrationsphase keine
Vermehrungsphase an.
- Die Phagen-DNA (Prophage) wird vielmehr in die chromosomale DNA
des Bakteriums integriert und so an die Bakterientochterzelle
weitervererbt.
- Ein Bakterium, dass Prophagen in seinem Chromosom besitzt, nennt man
lysogen.
- Dieser lysogene Zustand kann nun länger bestehen bleiben, es kann
aber auch passieren (besonders auf äußere Reize durch bestimmte
Chemikalien oder UV-Strahlung hin), dass der Prophage sich von der
Bakterien-DNA wieder loslöst und sich dann weiter wie ein virulenter
Phage verhält (d.h. es werden neue Phagen gebildet).
- Da im lysogenen Zustand Eigenschaften, die von der Prophagen-DNA
kontrolliert werden, sozusagen Merkmale des Bakteriums selbst werden,
ist dieser Vorgang für die Verbreitung bestimmter Bakterienmerkmale,
wie z.B. Antibiotikaresistenzen, bedeutsam.
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