Bakteriofagi on virus, joka tartuttaa bakteereja. bacteriophages, jotka löydettiin ensimmäisen kerran noin vuonna 1915, ovat olleet ainutlaatuinen rooli virusbiologiassa. Ne ovat ehkä parhaiten ymmärrettäviä viruksia, mutta samalla niiden rakenne voi olla poikkeuksellisen monimutkainen. Bakteriofagi on olennaisesti virus, joka koostuu DNA: sta tai RNA: sta, joka on suljettu proteiinikuoreen. Proteiinikuori tai kapsiidi suojaa virusgenomia. Jotkut bakteriofaagit, kuten T4-bakteriofagi, joka tartuttaa E. coli, myös proteiinihäntä koostuu kuiduista, jotka auttavat kiinnittämään virusta isäntään. Bakteriofaagien käytöllä oli merkittävä rooli selvitettäessä, että viruksilla on kaksi primaarista elinkaarta: lyyttinen sykli ja lysogeeninen sykli.
Virusten, jotka tappavat tartunnan saaneen isäntäsolun, sanotaan olevan virulentteja. Tämän tyyppisissä viruksissa oleva DNA toistuu lyyttisen syklin kautta. Tässä jaksossa bakteriofagi kiinnittyy bakteerisoluseinämään ja injektoi DNA: n isäntään. Virus-DNA replikoi ja ohjaa enemmän virus-DNA: n ja muiden virusosien rakentamista ja kokoamista. Kokoonpanon jälkeen vastavalmistettujen virusten lukumäärä kasvaa edelleen ja murtaa isäntäsolunsa tai hajottaa sen. Lyysi johtaa isännän tuhoutumiseen. Koko sykli voidaan suorittaa 20 - 30 minuutissa useista tekijöistä, kuten lämpötilasta, riippuen. Faagien lisääntyminen on paljon nopeampaa kuin tyypillinen bakteerien lisääntyminen, joten kokonaiset bakteerikoolot voidaan tuhota nopeasti.
lyyttinen sykli on yleinen myös eläinviruksissa.Kovanlaatuisia viruksia ovat ne, jotka lisääntyvät tappamatta isäntäsoluaan. Maltilliset virukset lisääntyvät lysogeeninen sykli ja siirry lepotilaan. Lysogeenisessä jaksossa virus-DNA insertoidaan bakteerikromosomiin geneettisen rekombinaation avulla. Kun virusgenomi on insertoitu, se tunnetaan profaagina. Kun isäntäbakteeri lisääntyy, profaasin genomi replikoituu ja siirretään kullekin bakteerin tytärsolulle. Isäntäsolulla, joka kuljettaa profagia, on kyky hajottaa, joten sitä kutsutaan lysogeeniseksi soluksi. Stressiolosuhteissa tai muissa laukaisevissa olosuhteissa profagi voi siirtyä lysogeenisestä syklisestä lyyttiseen sykliin viruspartikkelien nopeaa lisääntymistä varten. Tämä johtaa bakteerisolun hajoamiseen. Viruksia, jotka tartuttavat eläimiä, voi myös lisääntyä lysogeenisen syklin kautta. Esimerkiksi herpesvirus siirtyy aluksi lyyttiseen sykliin infektion jälkeen ja siirtyy sitten lysogeeniseen sykliin. Virus siirtyy piilevään ajanjaksoon ja voi asua hermostokudoksessa kuukausia tai vuosia muuttumatta virulentiksi. Kun virus laukaistaan, se siirtyy lyyttiseen sykliin ja tuottaa uusia viruksia.
Bakteriofageilla voi myös olla elinkaari, joka on hiukan erilainen kuin lyyttinen ja lysogeeninen sykli. Pseudolysogeenisessä syklissä virus-DNA ei replikoitu (kuten lyyttisessä syklissä) tai insertoi bakteerin genomiin (kuten lysogeenisessä syklissä). Tämä sykli tapahtuu tyypillisesti, kun tukena ei ole tarpeeksi ravintoaineita bakteerien kasvu. Viruksen perimä tunnetaan nimellä preprophage joka ei replikoitu bakteerisolussa. Kun ravintoaineiden tasot ovat palanneet riittävään tilaan, esiprofagi voi joko siirtyä lyyttiseen tai lysogeeniseen sykliin.