In der Natur zählt das Sonnenlicht zu einem der schädlichsten Umweltfaktoren für DNA. Nicht reparierte Photoprodukte resultieren z.B. in einer Inhibition der Replikation, oder führen zu letalen Mutationen. Im Vergleich zu den Domänen der Eukarya und Bacteria sind die DNA-Reparaturmechanismen in der Domäne der Archaea noch weitgehend unverstanden. Insbesondere hyperthermophile und acidophile Archaea unterliegen aufgrund der extremen Habitatsbedingungen einer zusätzlichen Schädigung und sind permanent darauf angewiesen, ihre genomische Integrität aufrecht zu erhalten. Dies macht sie zu interessanten Objekten, um die durch DNA-Schäden induzierten Reaktionen zu studieren. In der vorliegenden Studie, wurden unter Anwendung eines post-genomischen Ansatzes die transkriptionellen und zellulären Reaktionen von Sulfolobus solfataricus sowie seinen durch UV-Licht induzierbaren Virus (SSV1) nach UV-Bestrahlung untersucht. SSV1 zeigte einen zeitlich koordinierten Transkriptionszyklus von 0,5 bis 8,5 Stunden nach der UV-Behandlung. Durch die Verwendung eines hochauflösenden DNA–Microarray Ansatzes konnte das Auftreten der einzelnen Transkripte in drei Kategorien unterteilt werden: unmittelbar früh (Tind), früh (T5, T6 und T9) sowie spät (T3, T1/2, T4/7/8 und Tx). Hierbei erfolgte die Induktion der späten Transkripte kurz vor dem Einsetzen der Replikation des Virusgenoms. Dieser hier identifizierte, zeitlich regulierte Transkriptionszyklus von SSV1, wurde bisher für keinen archaealen Virus beschrieben und ist vergleichbar mit Zyklen von Bakteriophagen und eukaryotischen Viren. Im Rahmen der Untersuchung der Virus-Wirts-Interaktion nach UV-Behandlung, konnten insgesamt sechs Gene identifiziert werden, welche ausschließlich in dem infizierten Stamm eine UV-abhängige Reaktion zeigten. Zu diesen zählten z.B. die für die Topoisomerase VI kodierenden Gene, welche möglicherweise eine essentielle Rolle in der Replikation von SSV1 spielt. Zusätzlich wurden die putativen Protein-Protein-Interaktionen aller 34 Genprodukte mit Hilfe eines Two-Hybrid Screens in Hefe untersucht. Einige der acht identifizierten Interaktionen geben Hinweise auf neue mögliche Proteinfunktionen, welche in die Regulation oder die Assemblierung der Viruspartikel involviert sind. S. solfataricus zeigte eine komplexe transkriptionelle und zelluläre Reaktion auf die UV-Bestrahlung. Die UV-abhängigen transkriptionellen Reaktionen wurden mit Hilfe einer Genom-weiten DNA-Miroarray Studie über 10 Zeitpunkte und mit zwei unterschiedlichen Stämmen untersucht. Insgesamt konnten 55 Gene identifiziert werden, welche sich in drei Haupt-Gengruppen unterteilen ließen. Sie wiesen u.a. auf einen unmittelbaren Arrest der Replikation (cdc6-2, cdc6-1) und einen Stopp des Zellzyklus (z.B. soj, ssh7) während der UV-abhängigen Reaktionen, zwischen 1,5 und 5 Stunden nach der UV-Behandlung hin. Zusätzlich wurden potenzielle Transkriptionsfaktoren (z.B. tfb-3) identifiziert, welche möglicherweise in sekundäre UV-abhängige Reaktionen involviert sind. Die Induktion eines Operons (rad50/mre11), das in homologe Rekombination involviert ist, deutete auf das Vorliegen von DNA Doppelstrangbrüchen (DSB) hin. Übereinstimmend mit dieser Beobachtung konnte das Vorliegen von DNA DSB, welche wahrscheinlich aus einem Stopp der Replikation an nicht reparierten Photoprodukten resultierten, zwischen zwei und acht Stunden nach UV-Behandlung, mit Hilfe einer Pulsfeldgelelektrophorese nachgewiesen werden. Eine andere unerwartete Beobachtung war die Induktion eines Operons dessen Gene (sso0117 bis sso0121) für ein putatives Typ II/IV Pili Biogenese Systems zur Sekretion oder Pili Bildung kodieren. Gleichzeitig zeigte eine statistische mikroskopische Analyse, dass zwischen sechs und acht Stunden nach der UV-Behandlung 50-70 % der Zellen in Aggregaten vorlagen. Anschließend konnte unter Verwendung einer Deletionsmutante gezeigt werden, dass das induzierte putative Pili Operon für die Pili Bildung verantwortlich ist und dass die gebildeten Pili für die zelluläre Aggregation essenziell sind. Die Bildung von zellulären Aggregaten konnte neben UV-Licht nur durch chemisch hervorgerufene DSB in der DNA induziert werden. Die Beobachtung, dass keine weiteren Umweltfaktoren diesen Phänotyp induzieren konnten, bestätigte, dass es sich um eine UV-spezifische Reaktion handelte. Desweiteren konnte gezeigt werden, dass die Behandlung mit UV-Licht das Auftreten von Konjugationsereignissen bei S. solfataricus stark stimulierte (mit einer Frequenz von 10-2 Ereignissen pro Zelle). Dagegen wurden keine Konjugationsereignisse ohne die Behandlung mit UV-Licht beobachtet. Die Daten dieser vorliegenden Promotionsarbeit eröffnen neue Möglichkeiten, um die komplexen Mechanismen der DNA-Reparatur der Archaea nach einer UV-Schädigung zu verstehen. Die Daten geben erstmals Hinweise darauf, dass ein kausaler Zusammenhang zwischen der DNA-Reparatur mittels Rekombination, einer zellulären Aggregation und Konjugation besteht, welche als die drei Hauptreaktionen von S. solfataricus auf UV-Licht verursachte DNA-Schäden identifiziert wurden.