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BBakteriophagen: wie sie funktionieren

Bakteriophagen ? Viren, die Bakterien infizieren – die am häufigsten vorkommenden biologischen Einheiten auf der Erde und eine Idee auf Konzeptebene in der Medizin.

Ein Phagen mit Schwanz bindet einen Rezeptor, kontrahiert und injiziert Nukleinsäure. Minuten später können sich in einer reichhaltigen Brühe Hunderte neuer Partikel ansammeln. Im Ozean läuft die gleiche Logik langsamer ab.

Bei der Lysogenese handelt es sich um einen Waffenstillstand: Das Phagengenom reitet bei der Teilung des Bakteriums mit. UV-Strahlung oder Hunger können den Schalter zur Lyse umlegen. Beschreibung, kein Rezept.

Teile

Kopf (Kapsid)

Normalerweise ein mit DNA gefülltes Ikosaeder. Der Kopf von T4 ist ein Lehrbuchsymbol mit einer Länge von etwa 110 Seemeilen.

Schwanz

Ein Schlauch, der sich bei Myoviren zusammenziehen kann. Nicht jeder Phagen hat einen Schwanz – filamentöse Phagen sind Fäden.

Schwanzfasern

Die passenden Schlüssel. Ändern Sie die Faser und das Wirtsspektrum kann sich ändern – eine Forschungsfaktheit, keine Anweisungen.

Genom

Typischerweise DNA, von einigen Kilobasen bis zu einer halben Megabase in Jumbo-Phagen. Es gibt auch RNA-Phagen (MS2, 1961).

Grundplatte

Ein Fahrwerk, das signalisiert, dass wir angedockt haben, bevor sich DNA bewegt.

Keine 70er-Jahre-Fabrik

Die Proteinsynthese ist vollständig Sache des Bakteriums. Phagen sind eine Anleitung plus eine Spritze.

Lebenszyklus

1Adsorbieren

Fasern finden einen Rezeptor – LPS, ein Porin, einen Pilus. Keine Übereinstimmung, keine Infektion.

2Injizieren

Nukleinsäure gelangt in das Zytoplasma. Das leere Kapsid bleibt draußen – Hershey-Chase nutzte diese Tatsache.

3Übernehmen oder integrieren

Lytische Programme kopieren Phagen-DNA. Gemäßigte Programme können als Prophage eingefügt werden.

4Platzen oder warten

Durch die Lyse wird eine Explosion von Dutzenden bis Hunderten von Partikeln freigesetzt. Die Lysogenese wartet auf einen späteren Hinweis.

Wenn Schlagzeilen sagen, dass sich ein Phagen „über Nacht entwickelt“ hat, meinen sie große Zahlen und eine enge Wirtsübereinstimmung und keinen Cartoon-Bösewicht.

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