Un bacteriofag este un virus care infectează bacteriile. bacteriofagi, descoperită pentru prima dată în jurul anului 1915, au jucat un rol unic în biologia virală. Ei sunt poate cei mai bine înțeleși viruși, dar, în același timp, structura lor poate fi extraordinar de complexă. Un bacteriofag este în esență un virus format din ADN sau ARN care este închis într-o coajă de proteine. Învelișul proteic sau capsidă protejează genomul viral. Unele bacteriofage, cum ar fi bacteriofagul T4 care infectează E coli, de asemenea, au o coadă de proteine compusă din fibre care ajută la atașarea virusului la gazda sa. Utilizarea bacteriofagilor a jucat un rol proeminent în elucidarea faptului că virusurile au două cicluri de viață primară: ciclul litic și ciclul lizogen.
Se spune că virușii care își omoară celula gazdă infectată sunt virulente. ADN-ul din aceste tipuri de virusuri este reprodus prin ciclul litic. În acest ciclu, bacteriofagul se atașează de peretele celular bacterian și își injectează ADN-ul în gazdă. ADN-ul viral reproduce și direcționează construcția și asamblarea mai multor ADN viral și a altor părți virale. Odată asamblați, virușii nou produși continuă să crească în număr și să-și deschidă sau să-și lase celula gazdă. Liza are ca rezultat distrugerea gazdei. Întregul ciclu poate fi finalizat în 20 - 30 minute, în funcție de o varietate de factori, cum ar fi temperatura. Reproducerea fagului este mult mai rapidă decât reproducerea bacteriană tipică, astfel încât coloniile întregi de bacterii pot fi distruse foarte repede.
ciclul litic este frecventă și la virusurile animale.Virusii temperați sunt cei care se reproduc fără a-și ucide celula gazdă. Virusii temperați se reproduc prin intermediul ciclul lizogen și intră într-o stare latentă. În ciclul lisogen, ADN-ul viral este introdus în cromozomul bacterian prin recombinare genetică. Odată introdus, genomul viral este cunoscut sub numele de profag. Când bacteria gazdă se reproduce, genomul profanului este replicat și transmis la fiecare celule fiice bacteriene. O celulă gazdă care poartă un profag are potențialul de a liza, astfel că este numită celulă lisogenă. În condiții stresante sau alți declanșatori, profagul poate trece de la ciclul lizogen la ciclul litic pentru reproducerea rapidă a particulelor de virus. Aceasta are ca rezultat liza celulei bacteriene. Virusurile care infectează animalele se pot reproduce, de asemenea, prin ciclul lizogen. Virusul herpes, de exemplu, intră inițial în ciclul litic după infecție și apoi trece la ciclul lizogen. Virusul intră într-o perioadă latentă și poate sta în țesutul sistemului nervos luni sau ani fără a deveni virulent. Odată declanșat, virusul intră în ciclul litic și produce noi virusuri.
Bacteriofagii pot prezenta, de asemenea, un ciclu de viață care este puțin diferit atât de ciclul letic, cât și de cel lisogen. În ciclul pseudolizogen, ADN-ul viral nu este replicat (ca în ciclul litic) sau introdus în genomul bacterian (ca în ciclul lisogen). Acest ciclu apare de obicei atunci când nu există suficiente substanțe nutritive disponibile pentru a susține creștere bacteriană. Genomul viral devine cunoscut sub numele de preprophage care nu se reproduce în celula bacteriană. Odată ce nivelurile de nutrienți revin la o stare suficientă, prepropagiul poate intra fie în ciclul litic, fie în lizogen.