Lytischer vs. lysogener Zyklus: Virale Replikationsstrategien

Bakteriophagen (Viren, die Bakterien infizieren) weisen zwei grundlegende Replikationszyklen auf:

Lytischer Zyklus (viruente Phagen)

1. Anheftung & Injektion: Phagen bindet an bakterielle Oberflächenrezeptoren; injiziert Nukleinsäure (DNA/RNA).
2. Replikation & Synthese: Viralgenom kapert die Wirtsmaschinerie: repliziert virale Nukleinsäure, transkribiert/translatiert virale Proteine (Kapsid, Schwanz, Enzyme).
3. Assemblierung: Neue Virionen (vollständige Viruspartikel) setzen sich selbst zusammen.
4. Lyse & Freisetzung: Virale Endolysine/Holine bauen die Peptidoglykan-Zellwand ab → Zelle platzt (lyst) → gibt 50–200+ Nachkommenschaft-Phagen frei. Wirtszelle stirbt.

Ergebnis: Schnelle, massive Virusproduktion; Zelltod. Typisch für T4, T7 Phagen.

Lysogener Zyklus (temperierte Phagen)

1. Anheftung & Injektion.
2. Integration: Virale DNA (Prophag) integriert sich in den Wirtchromosom (standortspezifische Rekombination) oder existiert als Plasmid.
3. Ruhephase: Prophag repliziert passiv mit dem Wirtgenom. Virale Gene sind größtenteils unterdrückt (durch Repressorprotein). Wirtszelle lebt und teilt sich normal.
4. Induktion: Stress (UV, Chemikalien, DNA-Schaden) → RecA-Aktivierung → Repressor-Spaltung → Prophag excised → tritt in lytischen Zyklus ein.

Ergebnis: Viralgenom besteht vertikal fort; kann dem Wirt neue Eigenschaften verleihen (lysogene Konvertierung: z. B. Toxin von Corynebacterium diphtheriae, Vibrio cholerae Toxin, Shiga-Toxin in E. coli).

Wichtige Unterschiede

Viele Phagen (z. B. Lambda) können je nach zellulären Bedingungen (MOI, Ernährung, Stress) einen der beiden Wege wählen.