Transducție genetică
Transducția bacteriană constă în trecerea ADN - ului unei bacterii la alta printr-un fag . Acest proces permite trecerea materialului genetic de la o celulă la alta; este deci unul dintre mecanismele de recombinare genetică a bacteriilor (împreună cu conjugarea bacteriană și transformarea bacteriană ), dar și a fenomenului de transfer orizontal de gene .
Transducția a fost descoperită pentru prima dată de oamenii de știință Morton Zinder și Joshua Lederberg la Universitatea din Wisconsin-Madison în 1952 .
Transducția are loc deoarece, în timpul ciclului litic, există o eroare în mecanismul replicativ al bacteriofagului , ceea ce duce la încorporarea, în particulele virale, a porțiunilor din genomul bacterian. Ca urmare a acestei erori se vor produce particule virale capabile să infecteze alte celule (adică să-și păstreze capacitatea de bacteriofag), care posedă atât genomul intern viral cât și genomul bacterian, sau o parte a ADN-ului bacterian și viral.
Experimente
LEDERBERG-ZINDER EXPERIMENT: Descoperirea a fost făcută folosind două tulpini de salmonella : LA-2 ( auxotrofe pentru metionină și histidină ) și LA-22 ( auxotrofe pentru fenilalanină și triptofan și tirozină ).
Cultivate separat în mediu lichid complet și ulterior placate pe mediu minim, tulpinile nu au dezvoltat colonii. Reutilizând aceeași procedură, dar menținând coloniile unite, rezultatul s-a schimbat: coloniile prototrofice au fost obținute cu o frecvență de 1⋅10 −5 .
Cu experimentul cu tubul „U”, având o membrană semipermeabilă în mijloc, au plasat tulpina LA-2 în brațul stâng și tulpina LA-22 în brațul drept. Au luat o alicotă din brațul stâng și l-au placat pe un mediu minim, fără a detecta colonii; operând în același mod cu coloniile brațului drept au găsit o creștere. În acest moment au înlocuit septul poros al tubului și au observat că creșterea a avut loc până când diametrul porilor a permis trecerea virușilor. Privind tulpina LA-22, au văzut în interiorul lor un virus integrat în cromozomul bacterian, probabil elementul prin transfer.
Transducție generalizată
După infectarea unei celule bacteriene, virusul descompune materialul genetic al celulei și folosește componentele sale ( ribozomi , uneori polimeraze ) pentru a face multe copii ale sale. La sfârșitul acestui proces, numit ciclu litic, unele fragmente de ADN ale bacteriei pot ajunge în capsida noilor particule de fagi care sunt asamblate. Care și câte fragmente se pot potrivi este aleatoriu (de aici și numele generalizat). Singura limitare este dimensiunea capsidei. Virionii cu ADN viral și bacterian părăsesc celula după ce au provocat liza lor; în cazul infecției ulterioare a acestor fagi, ADN-ul conținut în acestea (ADN-ul bacteriei anterioare numit fragment transductor) va fi injectat într-o altă celulă. Fragmentul de ADN transdus, odată ce a pătruns în bacteria primitoare, poate fi încorporat în cromozom prin intermediul a două sau mai multe încrucișări (întotdeauna în număr par), înlocuind astfel o parte a genomului bacteriei primitoare.
Transducție specializată
Atunci când un virus atacă o celulă bacteriană, ADN-ul său se poate insera în cromozom și astfel se poate duplica cu el. Această afecțiune se numește lizogenă, iar bacteria se numește lizogenă.
ADN-ul viral poate, în urma anumitor stimuli, să scape din cromozom: în unele cazuri ieșirea nu este precisă și fragmentul care se desprinde poate transporta și o parte din cromozomul bacteriei. Deoarece mulți viruși se inserează întotdeauna în loci bine definiți pe cromozom, în aceste cazuri vor purta întotdeauna aceleași gene cu ele, cele adiacente locului de inserție. La sfârșitul ciclului lizogen, se vor forma noi particule virale și unele dintre ele vor avea acest ADN „mixt”: acest ADN viral cu adăugarea de gene bacteriene, poate fi inserat în puncte specifice numite „regiuni de omologie” ale altor bacterii din caz de infecție fagică ulterioară.
