Bakteriofagen Lambda: Struktur, livscyklus og indflydelse på E. coli

Struktur

Bakteriofagen λ (lambda) er et lille, ikke-omhyllet virus, der inficerer kun Escherichia coli. Dens struktur består af en ikosaedrisk proteinkapside, der indeholder et lineært, dobbeltstrenget DNA-genom på ca. 48 kb. Kapsiden er bygget op af otte strukturelle proteiner, og viruset hæfter sig til bakterieoverfladen via halefibriller, der udstråler fra en kontraktil hale.

Hale og hæftning

Halefibrillerne genkender og binder til lipopolysaccharid-receptorer på E. colis ydre membrane. Når de er bundet, injicerer den kontraktil hale λ-genomet i cytoplasmatet. Kapsidens design beskytter DNA under denne proces, hvilket tillader fagen at forblive intakt, mens den bevæger sig fra en værtscel til en anden.

Infektion og integration

Ved injektion cirkulariserer λ-DNA i værten. Denne cirkulære form beskytter det mod nedbrydning og tjener som skabelon til replikation. Virus kan vælge mellem den lytiske vej, der fører til cellelyse, eller den lysogene vej, hvor genet integreres i værtskromosomet som en profage.

Replikation (Theta-replikation)

Hvis den lytiske cykel vælges, gennemgår λ-DNA theta-replikation – en bidirektionsreplikeringsproces, der giver flere kopier af genet. Disse kopier akkumuleres, indtil cellen ikke længere kan bære dem, hvilket udløser lyse og frigivelse af afkomfager.

Celledød, dvaletilstand og induktion

Efter lyse dør den inficerede E. coli-celle, og nye fagepartikler frigives i miljøet. I den lysogene tilstand forbliver λ dormant, indtil et stresssignal – som UV-bestrailing – inducerer den lytiske cykel, hvilket gør det muligt for profagen at udskære sig, replikere og dræbe værten.