Phagenzyklen- wann wird der lysogene, wann der lytische induziert?
Welche Faktoren bestimmen, ob eine Phage den lytischen oder den lysogenen Zyklus einschlägt? Beispielsweise die Lambda Phage und E.Coli: Wird immer erst der lysogene Zyklus betriebene (d.h. das Genom der Phage wird in das Wirtsgenom eingebaut und die Prophage existiert solange, ehe Stressfaktoren den lysogenen Zyklus einläuten?) Oder kann auch direkt der lysogene Zyklus betrieben werden?
2 Antworten
Das kommt ganz auf den Phagen an.
Beim Lambda Phagen ist tatsächlich beides möglich, also sofort der lytische Zyklus oder der Einbau ins E.coli-Genom (lysogen). Welcher Weg eingeschlagen wird, hängt wohl ab vom Vorhandensein eines Repressors, der von einem Repressorgen codiert wird.
Wenn der Lambda-Phage lysogen ist, bewirkt Temperaturerhöhung, UV-Strahlung oder ein anderer Stressfaktor die Fehlfunktion des Repressors und damit die Ausgliederung aus dem E.coli-Genom und den Übergang in den lytischen Zyklus.
Der M13-Phage z.B. wird nicht ins Genom eingebaut, lysiert die Wirtszelle nicht und setzt ständig Phagenpartikel frei. Somit teilen sich infizierte Zellen trotzdem weiter.
Hinzuzufügen ist noch, dass (zumindest beim Phagen Lambda) die Entscheidung über den lytischen oder lysogenen Zyklus von der "Phagendichte" abhängt:
Je mehr Phagen in einer Wirtszelle vorhanden sind, desto wahrscheinlicher wird der lysogene Zyklus eingeschlagen. Im Prinzip ist es so, dass der lysogene Zyklus eingeschlagen wird, wenn mehrere Phagen ein Bakterium infizieren.
Der Grund dafür ist, dass es umso wahrscheinlicher ist, dass von den Phagen ein Repressor synthetisiert wird, der den lytischen Zyklus hemmt, wenn mehrere von ihnen in einer Zelle vorkommen. Es reicht ja bereits aus, wenn ein einziger von vielen Phagen in der Zelle Repressoren synthetisiert, da diese auf alle anderen Phagen einwirken und deren lytische Gene ebenfalls reprimieren.
Der Sinn dieses Systems liegt darin, dass es im Interessen des Phagens liegt, zu überleben - was aber nur gelingt, wenn genug Wirtszellen zur Verfügung stehen. Kommen also viele Phagen in einer Zelle vor, ist das ein Zeichen dafür, dass wenige Wirte zu Verfügung stehen. Deshalb ist es intelligenter, den lysogenen Weg einzuschlagen, der die Wirtszelle nicht weiter schädigt, und abzuwarten, bis sich die Wirtspopulation wieder stabilisiert hat und eine große Zahl an Wirten zu Verfügung steht, ehe erneut der lytische Zyklus eingeschlagen werden kann.