Center for Phage Research and Phage Therapy, Regensburg, Germany
Bakteriophagen („Bakterienfresser“) oder Phagen sind Viren, die Bakterien auf sehr spezifische Weise befallen und in der Biosphäre allgegenwärtig sind. Schätzungen aus Meerwasserkontrollen zufolge gibt es in der Biosphäre etwa 10^31 Bakteriophagen, was sie zu den am häufigsten vorkommenden sich vermehrenden Einheiten auf unserem Planeten macht.
Phagen unterscheiden sich stark hinsichtlich ihrer Morphologie, ihres Genomtyps und ihrer Größe sowie ihres Lebenszyklus. Die Virionen von Phagen bilden kugelförmige und fadenförmige Strukturen, von denen einige einen komplizierten Schwanz aufweisen. Die Kapside von Phagen können ausschließlich aus Proteinen bestehen oder mit einer Lipidmembran-Doppelschicht überzogen sein. Das Genom von Phagen kann linear oder zirkulär sein und aus einzel- oder doppelsträngiger DNA oder RNA bestehen. Die kleinsten Genome sind nur wenige Kilobasen (kb) groß, während die größten bekannten Genome eine Größe von 735 kb haben. Bakteriophagen replizieren entweder lytisch oder lysogen, d. h. die bakterielle Zellintegrität wird unmittelbar nach der Replikation des Phagen zerstört oder die Phagen replizieren lysogen und werden temperent, wobei ihr virales Genom in das Wirtsgenom integriert wird.
Im Allgemeinen können sich Phagen nicht aktiv fortbewegen, sondern erreichen ihren Wirtsrezeptor nur durch Diffusion. Die Mechanismen der Infektion sind nur teilweise verstanden. Myovirus-Bakteriophagen beispielsweise bilden eine Art molekulare Spritze, die ihr genetisches Material in die Zelle injiziert. Nach der Infektion nutzen Phagen den Proteinsyntheseapparat des Wirts, um neue Nachkommen zu synthetisieren.