Phagenkonvertierung

Phagenumwandlung

Phagenumwandlung (lat. conversio – Veränderung, Transformation; Synonym lysogene Umwandlung) ist ein Prozess, bei dem ein in ein Bakterienchromosom integrierter Bakteriophage den Phänotyp der Wirtszelle verändert, ohne deren Genotyp zu beeinflussen.

Nach der Infektion eines Bakteriums kann der Phagen entweder die Zelle töten, indem er sich in ihr vermehrt (lysogener Zyklus), oder sich in das Bakteriengenom integrieren und die Zelle in einen Zustand der Lysogenese überführen. Dabei kann Phagen-DNA in bestimmte Teile des Chromosoms oder Plasmids der Wirtszelle integriert werden. Die eingebettete Phagen-DNA wird Provirus genannt.

Das Vorhandensein eines Provirus im Bakteriengenom führt zur Expression von Phagengenen, die die Eigenschaften der Zelle verändern können. Beispielsweise übertragen Phagen häufig Gene für Toxine, Enzyme oder Virulenzfaktoren, wodurch das Bakterium pathogener wird. Somit ist die Phagenumwandlung einer der Mechanismen des horizontalen Gentransfers, der die Anpassungsfähigkeit von Bakterien erhöht.

Bei der Phagenumwandlung handelt es sich um den Prozess, bei dem Phagenviren in eine Bakterienzelle eindringen und deren genetisches Material einfangen. Dies geschieht durch spezifische virale Proteine ​​(Fagin), die bestimmte Abschnitte der bakteriellen DNA erkennen und in die Zelle eindringen können. Dadurch beginnt die Phagenreplikation, die zur Bildung neuer Kopien des Virus im Bakterium führt. Nach Abschluss der Vermehrung verlassen die Phagen die Zelle und hinterlassen das veränderte Erbgut der Bakterien. Dieser Prozess kann zu verschiedenen Veränderungen im genetischen Material von Bakterien führen, wie z. B. Veränderungen in der DNA-Struktur, Einschluss oder Ausschluss von Genen usw. Die Phagenumwandlung kann in der Genforschung genutzt werden, um Mutationen in verschiedenen Pflanzen- und Tierrassen zu erzeugen und um neue Bakterienstämme mit gewünschten Eigenschaften zu erzeugen. Darüber hinaus kann die Phagenumwandlung industriell zur Herstellung verschiedener biologisch aktiver Substanzen wie Antibiotika, Enzyme und anderer nützlicher Substanzen genutzt werden. Es muss jedoch beachtet werden, dass der Einsatz von Virionen zu Epidemien führen kann, daher muss diese Technologie kontrolliert und sicher sein.