Bakteriophagen

Bakteriophagen
Phagen
Bakteriophagen sind Viren der Bakterien. Nach der Infektion der Syntheseapparat der Zelle wird
umprogrammiert, Proteine und DNA der Phagen werden synthetisiert. Die Bakterienzelle wird
aufgelöst (lysiert), es werden ~100 Phagen freigesetzt, und der lytische Zyklus beginnt wieder.
Virulenter Phage kann ausschliesslich die Wirtzelle vernichten, lysieren. Die temperenten Phagen
können Ihre DNA ins Wirtsgenom integrieren (ähnlich an F-Faktor), bilden einen Prophage in der
lysogen-Zelle.
Phage λ integriert zwischen der gal und bio Operons ins Genom der E. coli Zellen, damit wird der
genetische Abstand zwischen gal und bio mit ~1 Min. erhöht. Nach fehlerhaftem Ausschneiden des
Prophagen λ wird die Phagen-DNA gal oder bio Operons mitnehmen und in die Wirtszelle während
der speziellen Transduktion übertragen. Die übertragene DNA kann entweder durch Lysogenie oder
durch Rekombination ins Wirtsgenom integrieren.
Transduktion
Die spezielle Transduktion betrifft ausschliesslich die bei der Integrationsstelle liegenden Gene. Nach
der Infektion durch Phagen P1 oder P22 wird die Bakterien-DNA auf kleine Stücke enzymatisch
geschnitten. Bei der Verpackung der DNA in die Phagenköpfe gelangt Bakterien-DNA. Das
Verpackungssystem merkt die Grösse der DNA, nicht die genetische Information der verpackten
DNA. Nach der „Infektion” mit einem solchen Phage gelangt die Bakterien-DNA in die Zelle und
rekombiniert während der generellen Transduktion. Dieser Mechanismus bedeutet, dass die
generelle Transduktion betrifft beliebte Gene, und kann für Feinkartierung enges Bereichs des
Chromosom angewandt werden. Eng benachbarte Gene können gemeinsam von einem Phagen
durch Kotransduktion übertragen werden. Je enger die Kopplung ist, desto häufiger tritt die
Kotransduktion auf (leu-azi). Wenn der Abstand der Gene grösser als das Phagen-Genom ist, tritt
keine Kotransduktion auf (azi-thr,). Die Kotransduktionswahrscheinlichkeit erlaubt die genau
Darstellung der Reihenfolge/Kopplung und des Abstands der betrofennen Gene.
Die auf klassische genetische Kartierung gegründete Karte von E. coli war ganz genau, als die
Sequenzierung des Genoms, die basenparengenau Bestimmung der Genloci hat nicht die Position
und Reihenfolge dieser Gene geändert.
Begriffe:
Phagen
spezielle und allgemeine Transduktion
lytische und lysogene Lebenszyklen
Horisontaler Gentransfer
Pathogenitätsinseln
Koevolution der Erreger mit dem Wirt
Extra Anforderung
12. Vorlesung
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