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Bactériologie
Transduction
Cours de Bactériologie
 


 

La transduction est un transfert d’ADN bactérien entre bactéries par l’intermédiaire des virus, les bactériophages (ou phages) dits "transducteurs".

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Ce transfert n’est en général possible qu’entre bactéries de la même espèce.

Cependant, c’est un processus extrêmement efficace du fait de la protection du DNA dans les particules virales et d'un système de délivrance très performant par les phages.

Ceux-ci sont très abondants dans l'environnement : par exemple en milieu aquatique, on trouve entre 103 et 108 phages / mL.

Avec une exposition à 108 phages / mL, jusqu'à un tiers de la population bactérienne est sujette à une attaque virale en 24 h.

Il existe deux types principaux de transduction :

1) La transduction généralisée est assurée par des phages virulents, c’est à dire par des phages qui, pour survivre, se multiplient dans les bactéries, entraînant ou non la mort bactérienne.

2) La transduction restreinte ou spécialisée : assurée par des phages tempérés, comme le phage λ, c’est à dire par des phages à la fois virulents dans certaines conditions (cycle lytique) et capables de s’intégrer dans le chromosome de la bactérie hôte sous forme de prophage dans d ’autres conditions.

Transduction généralisée :

Au cours du cycle infectieux d’un phage virulent, les particules virales se forme dans les bactéries en encapsidant l’ADN viral.

Le processus de transduction est lié au fait que cette encapsidation n'est pas spécifique du DNA viral mais peut concerner n'importe quel fragment du génome bactérien de taille convenable.

Ainsi, lors de la production des phages, avec une faible fréquence ( <1%), des fragments d’ADN bactérien peuvent être encapsidés par erreur dans des phages, formant des particules transductrices qui conservent les propriétés "infectieuses" des particules virales normale.

Les phages transducteurs sont des virus à ADN ( T4 et P1 chez E. coli P22 et Salmonella typhimurium) qui restent capables de se fixer sur les bactéries et d’injecter leurs fragments d'ADN dans les bactéries réceptrices.

L’ADN ainsi introduit correspond à n’importe quelle région génomique de la bactérie donatrice : c’est une tranduction généralisée.

La transduction généralisée implique une expression stable des marqueurs transférés.

L’ADN introduit peut s'intégrer dans une région homologue du chromosome par recombinaison homologue, comme dans la transformation naturelle.

Si l’ADN injecté ne subit pas de recombinaison, les marqueurs transférés s’expriment transitoirement jusqu’à ce que l’ADN soit dilué aux cours des divisions bactériennes successives : c’est la transduction abortive.

Transduction spécialisée ou restreinte :

Ce type de transduction consiste en un transfert limité à certains marqueurs, qui sont toujours les mêmes pour un phage donné.

Le meilleur exemple est le phage λ qui ne transfère que les gènes nécessaires à la fragmentation du galactose (région gal) ou la synthèse de la biotine (région bio).

Le phage λ s’intègre toujours sous forme de prophage entre les régions gal et bio du chromosome de E.coli.

Lorsque le cycle lytique du phage λ se déclenche, l’ADN libéré est formé d’ADN viral et des régions gal ou bio (selon que l’excision se décale d’un côté ou de l’autre).

La transduction assuré par le phage λ est donc restreinte aux marqueurs gal et bio.

Importance de la transduction :

On connaît mal l'importance réelle du phénomène de transduction dans l’acquisition de nouvelles fonctions par les bactéries pathogènes.

Toutefois, un certain nombre d'ilots de pathogénicité des bactéries sont hébergés par des prophages intégrés dans les chromosomes bactériens (V. cholerae TCP et CTX, E. coli EPEC et EHEC, toxine diphtérique, toxines érythrogènes de S pyogenes...).

Les systèmes de capture de gènes :

La limite de l’intégration après la transformation, c’est la divergence entre les séquences qui empêche la recombinaison.

Les bactéries possèdent d'autres systèmes pour contourner cette difficulté qui prévient le transfert de matériel génétique.

Ce sont les systèmes de capture de gènes.

Il peur s'agir de :

de transposons composites avec des gènes flanqués d’un IS de chaque côté qui peuvent ainsi devenir mobiles et s’intégrer en utilisant la machinerie de l’IS (quelques transposons multi-résistants et métaboliques).

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