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Das Bakterium wurde schließlich zerstört. Etwa 50.200 neue Phagen werden freigesetzt, die neue Phagen wieder anstecken können. Der gesamte Lytische Zyklus, vom Phagenkontakt mit der Zelle bis zur Lyse, dauert bei 37° C Frage nur 20 bis 30 Minuten: Warum hat der Phagen nicht bereits alle Bakterien ausgerottet? Die Bakterien sind nicht wehrlos. Es gibt so genannte Bakterienmutanten mit Zelloberflächen, die von einem Phagen nicht mehr erkannt werden können. Und wenn die Phagan-DNA dennoch in das Bakterium gelangt, kann sie dort durch verschiedene Enzyme abgebaut werden. Diese Enzyme , Restriktionsenzyme, zerstören das zellfremde DAA. So wie Mutationen jedoch zur Bildung von Bakterien mit erfolgreichen Restriktionsenzymen führen (Ein Restriktionsenzym oder eine Restriktionsendonuklease ist ein Enzym, das die DNA an oder in der Nähe von spezifischen Erkennungsnukleotidsequenzen, den sogenannten Restriktionsstellen, schneidet), fördern sie auch die Bildung von Phagenmutanten, die gegen diese Enzyme resistent sind. Die Evolution dieses Wirtsparasiten (In der Biologie/Ökologie ist der Parasitismus eine nicht-gegenseitige Beziehung zwischen den Arten, bei der die eine Art, der Parasit, auf Kosten der anderen, der Wirt) Verhältnis ständig aktiv ist, aber es gibt noch einen anderen Grund, der verhindert, dass Bakterien durch Phagen vernichtet werden. Viele Phagen haben ihre Zer
störungskraft überwunden. Anstatt die Zellen zu lysieren, leben sie frei mit der Bakterienzelle im sogenannten lysogenen Zyklus zusammen. der lysogene ZyklusIm Gegensatz zum vorherigen Zyklus, in dem der Wirt getötet wird, entstehen im lysogenen Reproduktionszyklus virale Genome ohne Zerstörung der Zelle. Viren (Ein Virus ist ein kleiner Infektionserreger, der sich nur in den lebenden Zellen anderer Organismen vermehrt), die sich auf zwei verschiedene Arten in einem Bakterium vermehren können (Bakterien stellen eine große Domäne prokaryotischer Mikroorganismen dar), werden als Temperente bezeichnet. Um die beiden zu vergleichen, betrachten wir einen gemäßigten Virus namens Lambda. Dieser Phagen ähnelt T4, hat aber keine Schwanzfasern. Die Infektion einer E. coli-Zelle mit einem & Phagen beginnt natürlich damit, dass sich der Phagen an der Zelloberfläche und deren DNA injiziert. Im Host verbindet sich die DAA zu einem Ring. Nun kommt es darauf an, welchen Reproduktionsmodus der Phagen praktisch verwenden will. Im lyktischen Zyklus (Der lyktische Zyklus ist einer der beiden Zyklen der Virusvermehrung, der andere ist der lysogene Zyklus) wird die Zelle nun neu gesteuert, lysiert kurz darauf und setzt neue Phagen frei. Im lysogenen Zyklus (Lysogenie oder der lysogene Zyklus ist einer von zwei Zyklen der Virusvermehrung) jedoch verhalten sich die Genome anders. Das &-Genom baut sich an einem bestimmten Punkt in das Chromosom (Ein Chromosom ist ein DNA-Molekül mit einem Teil oder dem gesamten Erbmaterial eines Organismus) der Wirtszelle ein; es wird dann Prophage genannt. Ein Gen des Prophage weist ein “Repressorprotein” an, die meisten anderen Phagenproteine zu unterdrücken. So verhält sich das Phagengenom weitgehend ruhig. Frage: Wie vermehrt sich der Phagen dann? Mit jeder Zellteilung des E. Coli (Escherichia coli ist ein gramnegatives, fakultativ anaerobes, stäbchenförmiges, coliformes Bakterium der Gattung Escherichia, das häufig im unteren Darm von Warmblütern vorkommt) Zelle, die Phagan-DNA repliziert sich zusammen mit der Wirts-DNA (Desoxyribonukleinsäure ist ein Molekül, das die genetischen Anweisungen für Wachstum, Entwicklung, Funktion und Vermehrung aller bekannten Lebewesen und vieler Viren trägt) und gibt eine Kopie des Genoms an die Tochterzellen weiter. Eine einzige infizierte Zelle kann nun innerhalb kürzester Zeit zur Entwicklung einer großen Bakterienpopulation führen, die alle ein Virus in Form eines Prophage tragen. Der Begriff lysogen bedeutet, dass ein Prophage sich zu einem bestimmten Zeitpunkt in einen aktiven Prophage verwandeln kann (ein Prophage ist ein Bakteriophagen-Genom, das in das zirkuläre bakterielle DNA-Chromosom eingefügt und integriert wird oder als extrachromosomales Plasmid existiert), was seinen Wirt zerstört. Dieser Fall tritt ein, wenn das &-Genom (in der modernen Molekularbiologie und Genetik ist ein Genom das genetische Material eines Organismus) das Bakterienchromosom verlässt. Dann befiehlt sie der Wirtszelle, Phagen zu produzieren und sie selbst zu zerstören. Der Weg des Phagen hängt in der Regel von Umwelteinflüssen wie Strahlung oder dem Vorhandensein bestimmter Chemikalien ab.