Transduction

La transduction est le transfert de gènes d'une bactérie à une autre par l’intermédiaire d’un phage.

Lors de l'infection par un phage, un fragment d'ADN bactérien peut être incorporé dans l’ADN phagique.

Quand ce phage infecte une autre bactérie, ce segment d'ADN bactérien est échangé par recombinaison avec l’ADN de l’hôte.

On distingue la transduction généralisée (le fragment d’ADN est encapsidé de manière aléatoire, car le phage peut s’intégrer en n’importe quel endroit du chromosome) et la transduction spécialisée ou spécialisée (seules les gènes à proximité du prophage peuvent être encapsidés car existence d’un site spécifique d’intégration).

Seuls les phages tempérés peuvent effectuer la transduction.

La transduction est un phénomène rare et cela pour plusieurs raisons.

• La probabilité que cette particule infecte seule une bactérie réceptrice est faible

• Cet ADN injecté doit survivre suffisamment longtemps pour former un transductant stable (échapper aux endo et exonucléases, et

s’installer par recombinaison ou transposition ou par réplication autonome ).

Un phage , pour être un transductant ne doit pas dégrader entièrement l’ADN de l’hôte et Les motifs ADN d’empaquetage ou sites Pac (Packing) ne doivent pas être trop spécifiques.

L’erreur d’empaquetage est un événement rare.

Le phage P1, outil génétique de transduction.

Il possède un large spectre d’hôte chez les Gram négatif et son site Pac fait partie des moins spécifiques.

Il empaquette en moyenne dans les capsides un ADN chromosomique pour 100 ADN phagiques. La taille empaquetée est d’environ 90 kpb.

T4 n’a pas de site Pac mais ne peut transduire que si on inactive son enzyme de dégradation de l’ADN hôte.

Lambda est un très mauvais transducteur car l’empaquetage se fait entre 2 sites cos plutôt que par empaquetage en tête...

Les phages P1 et P22 sont deux types de phages qui peuvent effectuer la transduction généralisée.

En réalité, durant la transduction généralisée, seule une faible minorité des descendants phagiques (1 sur 10 000) porteront les gènes du donneur .

Transduction généralisée

Souche A Souche B

Coton poreux

Filtre poreux

LA22 his- LA2 his+

Dispositif permettant une aspiration et un refoulement du milieu

Recombinants his+

Transduction spécialisée

•Transduction par un phage qui ne peut transduire qu'une région spécifique du chromosome bactérien

•La transduction spécialisée sera causée par une excision défectueuse du prophage de son chromosome bactérien

•Le produit de l’excision contient des gènes phagiques et un morceau du génôme bactérien

•La transduction spécialisée se produit seulement chez les phages tempérés avec un stade prophage (phage intégré)

Leur ADN pourra être intégré dans une bactérie lysogène de type gal-.

On obtient des cellules transductantes instables.

Elles permettent de faire des tests de complémentation entre bactéries gal- porteuses de mutations différentes.

Si les mutations appartiennent à des cistrons différents, on obtiendra des bactéries gal+.

Mécanisme de la transduction spécialisée chez le phage Etape a. Etablissement de la lysogénie

Sites d’attachement3

2

1

gal+ bio+

bio+1 2 3gal+

Le phage lambda s'intègre toujours au même locus situé entre les

gènes gal et bio d'E. coli . C’est pour cela, qu’il ne peut transduire que les gènes proches de ce locus.

Chromosome d'E. coli

Etape b

3

2

1

Mélange

3

2

1

gal+ bio+

gal+ bio+Crossing over normal

dgal

gal+

bio+

1

23

1

2

3 bio+

gal+

Crossing over rare

L'ADN du prophage peut également s'exciser.Ceci peut se faire de deux manières.

1. Excision normale: reconstitution de l'ADN du phage.

2. Excision anormale: formation d'un ADN défectueux.

Récapitulatif