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