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Bakterium endgültig zerstört. Es werden ungefähr 50 - 200 neue Phagen freigesetzt, die wieder neue Phagen infizieren können.
Der ganze lytische Zyklus, also vom Kontakt des Phagen mit der Zelle bis hin zur Lyse dauert bei 37° C nur 20 bis 30 Minuten.
-> Frage: Warum haben die Phagen nicht bereits alle Bakterien ausgerottet?
Die Bakterien sind nicht wehrlos. Es gibt sogenannte Bakterienmutanten mit Zelloberflächen, die nicht mehr von einem Phagen erkannt werden können. Und wenn die Phagan DNA dennoch in das Bakterium gelangt, kann sie dort von verschiedenen Enzymen abgebaut werden. Diese Enzyme Restriktionsenzyme, zerstören die DAA die für die Zelle fremd ist. Aber genau so wie durch Mutation Bakterien mit erfolgreichen Restriktionsenzyme entstehen, so fördert sie sogenannte natürliche Selektion auch die Bildung von Phagenmutanten, die gegen diese Enzyme resistent sind. Die Evolution dieses Wirts-Parasit-Verhältnisses ist also ständig aktiv.
Aber es gibt noch einen anderen Grund, der Bakterien vor der Ausrottung durch Phagen bewahrt.
Viele Phagen haben ihre, ja Zerstörungswut, überwunden. Anstelle die Zellen zu lysieren leben sie freidlich mit der Bakterienzelle zusammen im sogenannten lysogenen Zyklus.
Der lysogene Zyklus
Im Gegensatz zu dem vorherigen Zyklus, bei dem der Wirt getötet wird, enstehen im lysogenen Vermehrungszyklus virale Genome ohne Zerstörund der Zelle. Viren, die sich auf zwei verschiedene Arten in einem Bakterium vermehren können, werden als temperente Viren bezeichnet.
Um beide vergleichen zu können, schauen wir uns ein temperentes Virus namens lambda an. Dieser Phage ähnelt T4, besitzt aber keine Schwanzfibern.
Die Infektion einer E. coli Zelle mit einem &-Phagen beginnt natürlich damit, dass sich der Phage an der Zelloberfläche und seine DNA injiziert. Im Wirt schließt sich die DAA zu einem Ring zusammen. Jetzt hängt es davon ab, welchen Reproduktionsmodus der Phage praktisch beabsichtigt. Im lytischen Zyklus würde die Zelle jetzt umgesteuert werden, lysiert kurz darauf und entlässt neue Phagen. Im lysogenen Zyklus jedoch verhalten sich die Phagengenome anders. Das &-Genom baut sich an einer spezifischen Stelle in das Chromosom der Wirtszelle ein; es wird dann als Prophage bezeichnet. Ein Gen des Prophagen beauftragt ein \"Repressorprotein\" die meisten anderen Phagenproteinen zu unterdrücken. So verhält sich das Phagengenom weitgehend ruhig.
-> Frage: Wie vermehrt sich der Phage dann? Bei jeder Zellteilung der E. coli Zelle repliziert sich die Phagan DNA zusammen mit der Wirts DNA und gibt so eine Kopie des Genoms an die Tochterzellen weiter. Eine einzige infizierte Zelle kann nun innerhalb kürzester Zeit zur Entstehung einer großen Baktereinpopulation führen, die alle ein Virus in Form eines Prophagen tragen. So kann sich der Virus ohne die Vernichtung der Wirtszelle vermehren.
Der Begriff lysogen besagt, dass sich ein Prophage zu bestimmter Zeit in eine aktiven Prophagen umwandeln kann, der sein Wirt zerstört. Dieser Fall tritt dann ein wenn das &-Genom das bakterielle Chromosom verlässt. Dann nämlich befiehlt es der Wirtszelle die Produktion von Phagen und die anschließende Selbstzerstörung. Es hängt in der Regel von Umwelteinflüssen, wie Strahlung oder Anwesenheit bestimmter Chemikalien ab, welchen Weg der Phage einlegt
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