Lysogene cyclus van bacteriofagen

In tegenstelling tot de lytische cyclus, doden fagen die bacteriën infecteren via de lysogene cyclus hun gastheercel niet onmiddellijk. In plaats daarvan combineren ze hun genoom met het gastheergenoom, waardoor de bacteriën het faag-DNA samen met het bacteriële genoom kunnen repliceren. De opgenomen kopie van het faaggenoom wordt de profaag genoemd. Sommige profagen kunnen opnieuw worden geactiveerd en de lytische cyclus ingaan. Dit gebeurt vaak als reactie op een verstoring, zoals DNA-schade, maar kan ook optreden als er geen externe signalen zijn.

Lysogene omzetting

In sommige gevallen kunnen de genen die door profagen worden gecodeerd het fenotype van de geïnfecteerde bacterie veranderen, een proces dat bekend staat als lysogene omzetting. Sommige fagen coderen voor eiwitten of toxines, virulentiefactoren genaamd, die bacteriële infecties kunnen vergemakkelijken. Door lysogene omzetting kunnen niet-pathogene bacteriën zeer virulent worden via infectie door een faag die virulentiefactoren draagt.

Dergelijke fagen zijn bijvoorbeeld grotendeels verantwoordelijk voor de pathogeniteit van de bacteriesoorten die botulisme ( Clostridium botulinum ), difterie ( Corynebacterium diphtheriae ) en cholera ( Vibrio cholerae ) veroorzaken. Zonder lysogene omzetting veroorzaken deze bacteriën meestal geen ziekte.

Een bijzonder goed bestudeerd voorbeeld van lysogene omzetting is dat van de Escherichia coli- stam O157: H7. Verschillende massale terugroepacties van voedingsmiddelen zijn het gevolg van besmetting door E. coli O157: H7. Deze stam van E. coli is geïnfecteerd door een faag die codeert voor Shiga-achtig toxine (Stx), dat darmbloedingen en nierfalen kan veroorzaken. In de lysogene cyclus wordt Stx niet geproduceerd en veroorzaken de bacteriën geen ziekte. De faag moet opnieuw de lytische cyclus ingaan om Stx te produceren. Helaas kunnen bepaalde antibiotica de inductie van de profaag en de daaruit voortvloeiende Stx-productie veroorzaken, waardoor de behandeling van deze infecties moeilijk wordt. Huidig onderzoek doet onderzoek naar nieuwe therapieën die initiatie van de profaag voorkomt.