Bakteriophagen
Ein Bakteriophage ist ein Virus, der Bakterien infiziert. Der Begriff wird üblicherweise mit Phagen abgekürzt.
Bakteriophagen gehören zu den häufigsten und vielfältigsten Entitäten in der Biosphäre. Wie Viren, die Eukaryonten (Pflanzen, Tiere und Pilze) infizieren, gibt es viele verschiedene Phagenstrukturen und -funktionen.
Phagen bestehen typischerweise aus einer äußeren Proteinhülle, in der sich genetisches Material befindet. Das genetische Material kann einzelsträngig (ssRNA oder ssDNA) oder doppelsträngig (dsRNA oder dsDNA) sein. Es kann zwischen 5 und 500 Kilobasenpaare lang sein und entweder kreisförmig oder linear angeordnet sein. Bakteriophagen sind in der Regel zwischen 20 und 200 Nanometer groß.
Phagengenome kodieren möglicherweise für nur vier Gene und bis zu Hunderte von Genen. Phagen injizieren ihr Genom in das Bakterium und vermehren sich im Inneren des Bakteriums.
Phagen gibt es überall dort, wo es Bakterien gibt, wie z.B. im Boden oder im Darm von Tieren. Sie sind im Meerwasser sehr häufig: bis zu 9×108 Virionen pro Milliliter wurden in mikrobiellen Matten an der Oberfläche gefunden, und bis zu 70% der Meeresbakterien können durch Phagen infiziert werden.
Sie werden seit über 90 Jahren in der ehemaligen Sowjetunion und Mitteleuropa sowie in Frankreich als Alternative zu Antibiotika eingesetzt. Doch erst als 1939 der erste Phage von Helmut Ruska unter dem Elektronenmikroskop beobachtet wurde, konnte seine wahre Natur festgestellt werden.
Sie sind eine mögliche Therapie gegen antibiotikaresistente Stämme vieler Bakterien. Andererseits komplizieren einige Phagen die Biofilme, die an Lungenentzündung und Mukoviszidose beteiligt sind. Sie schützen die Bakterien vor Medikamenten und verlängern so die Infektion.
Die Struktur eines typischen Myovirus-Bakteriophagen
An ein Bakterium gebundene Phagen
Fragen und Antworten
F: Was ist ein Bakteriophage?
A: Ein Bakteriophage, häufig auch als Phage bezeichnet, ist ein Virus, der Bakterien infiziert.
F: Wie sieht die Spitze eines Phagen aus?
A: Der Kopf eines Phagen hat eine würfelförmige Form mit 20 Seiten und 30 Kanten. In seinem Inneren befindet sich die genetische Information, seine DNA. Diese würfelartige Form sitzt oft auf einem Schwanz, der beinartige Fasern hat.
F: Welche Größenordnung haben Bakteriophagen?
A: Bakteriophagen sind in der Regel zwischen 20 und 200 Nanometern groß.
F: Für wie viele Gene kann das Genom von Phagen kodieren?
A: Phagengenome können für bis zu vier Gene und für bis zu Hunderte von Genen kodieren.
F: Wie vermehren sich Phagen in Bakterien?
A: Wenn sie sich an das Bakterium heften, injizieren sie ihr Genom in das Bakterium, das Teile des Bakteriums nutzt, um sich darin zu replizieren. Wenn sich viele Phagen im Inneren des Bakteriums befinden, setzen sie Enzyme in das Bakterium ein, die seine äußere Zellwand schwächen, so dass sie diese durchbrechen und neue Bakterien infizieren können.
F: Wo können wir Phagen finden?
A: Phagen sind überall dort zu finden, wo es Bakterien gibt, z.B. im Boden oder in den Eingeweiden von Tieren, und sehr häufig im Meerwasser, wo bis zu 9x108 Virionen pro Milliliter an der Oberfläche gefunden wurden und bis zu 70% der Meeresbakterien von ihnen infiziert sein können.
F: Wann wurde erstmals entdeckt, woraus diese Viren bestehen?
A: Erst 1939, als Helmut Ruska eines unter dem Elektronenmikroskop beobachtete, wurde seine wahre Natur festgestellt.
