Begegnungen mit der Natur 8, Schulbuch

Im lytischen Vermehrungszyklus wird dieWirtszelle getötet Die Vermehrung der Viren in den Wirtszellen kann auf zwei Arten erfolgen. Sie sind im Folgenden am Beispiel von Bakteriophagen dargestellt: Die Infektion beginnt damit, dass sich die Phagen mithilfe ihrer Schwanzfaser­ proteine und den Spikes (siehe Abb. 47C) an bestimmte Rezeptoren der Wirts­ zelle heften. Mit dem Schwanzrohr wird nun ein kleines Loch in die Wand der Bakterienzelle gebohrt und anschließend die Phagen-DNA injiziert (es gibt auch Viren, die als Ganzes in die Wirtszelle eindringen und erst dort ihr genetisches Material freisetzen). Das Erbmaterial des befallenen Bakteriums wird abgebaut, aus den Abbau­ produkten wird Phagengenom hergestellt. Die Bakterienzelle synthetisiert nun, durch die Phagen-DNA umprogrammiert, nicht mehr eigene, sondern Phagen­ proteine. Die Viren werden damit stark vermehrt. Schließlich wird die Wirtszelle endgültig zerstört: Sie platzt auf und setzt dabei 50 bis 200 neue Phagen frei, die ihrerseits neue Zellen befallen können. Da die Viren die Wirtszelle dabei zerstö­ ren, wird ihr Vermehrungszyklus als lytischer Vermehrungszyklus bezeichnet. Der gesamte Zyklus vom Anheften der Phagen bis zum Aufplatzen der Wirtszelle dauert bei einer Temperatur von 37 °C 20 bis 30 Minuten. Beim lysogenen Vermehrungszyklus wird fortlaufend Phagen-DNA produziert Neben Phagen, die sich im lytischen Vermehrungszyklus vermehren, gibt es auch Phagen, die ihre DNA in das Bakteriengenom einbauen. Die in das Bakterien- Genom eingebaute Phagen-DNA wird als Prophage bezeichnet. Die infizierten Bakterien vermehren sich normal weiter, indem sie ihr Erbmaterial verdoppeln und sich teilen. Dabei wird auch die Phagen-DNA verdoppelt und an die Bakte­ rientochterzellen weitergegeben. Auf diese Weise entstehen Bakterienzellkolo­ nien, die alle Prophagen in sich tragen ( lysogener Vermehrungszyklus ). Sind die Lebensbedingungen für die Bakterienzellen ungünstig, beispielsweise bei Nahrungsmangel, kann sich die Phagen-DNA wieder in der Bakterienzelle selbstständig machen und zum lytischen Vermehrungszyklus übergehen. 47  Bau verschiedener Viren: HI-Virus (A), Grippevirus (B), Bakteriophage (C) Bakteriophagen „Bakterienfresser“; Viren, die sich in Bakterienzellen vermehren (werden häufig kurz als Phagen bezeichnet) Die ersten genauer untersuchten Phagen waren verschiedene Typen, die das ua. im Dickdarm des Menschen lebende Bakterium Escherichia coli befallen. In der Reihenfolge ihrer Erforschung wurden sie als T1 (Typ 1), T2 (Typ 2) usw. bezeichnet. phagein (griech.) = fressen lytischer Vermehrungszyklus lytikos (griech.) = zum Auflösen geeignet lysogener Vermehrungszyklus Auf diese Weise können sich die Viren vermehren, ohne den Wirt, von dem sie abhängig sind, zu zerstören. 48  Lytischer und lysogener Zyklus (Schema) 49  Bakteriophagen befallen Bakterienzelle (TEM) Prophagen ver­ mehren sich durch Zellteilung Infektion Phagen-DNA Bakterien- chromosom Zelle lysiert und setzt Phagen frei Produktions- phase Prophage lytischer Zyklus lysogener Zyklus DNA des Phagen wird in Bakterien­ chromosom integriert Membran aus Proteinen und Lipiden der Wirtszelle 100 nm Kernbereich Kopf mit DNA Schwanzrohr Spikes Schwanz- fasern A B C Arbeitsheft Seite 21 M 43 Viren, Prokaryonten und Eukaryonten Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verla s öbv