Bakterie: transfer informacji genetycznej

TRANSDUKCJA: transfer genów za pośrednictwem wirusa bakteriofaga lambda, widoczny tylko pod mikroskopem elektronowym.

I etap) Fimbrie bakteriofagów wiążą się ze ścianą bakterii dzięki antyreceptorom rozpoznającym specyficzne miejsca adhezji na ścianie komórkowej.

2. krok) Płytka przylega do ściany bakterii. Uwalniany jest enzym zwany lizozymem, który uszkadza peptydoglikan tworzący ścianę bakteryjną.

3. etap) Ogon kurczy się, a DNA wirusa zostaje wepchnięte do wnętrza DNA bakterii.

W tym momencie wirusowy DNA może podążać dwiema ścieżkami, pierwszą zwaną cyklem litycznym i drugą zwaną cyklem lizogennym.

CYKL LITYCZNY: replikacje DNA, RNA i białka wirusowe są syntetyzowane; te ostatnie łączą się (gromadzą) tworząc nowe wirusy, do których głowy wstawiany jest nowo utworzony genom wirusowy. Każda zakażona wirusem bakteria zamienia się w ten sposób w fabrykę nowych jednostek wirusowych. Pod koniec procesu bakteria ulega lizie i uwalnianiu wirusów, które następnie infekują inne bakterie.

CYKL LIZOGENICZNY: gdy wirus infekuje bakterię, jej DNA integruje się z DNA bakterii.

Fagi, które mają cykl lizogenny, nazywane są wirusami umiarkowanymi, ponieważ ich DNA integruje się z chromosomem bakteryjnym i jak się zachowuje; w konsekwencji jest przekazywany nowym pokoleniom, nie powodując żadnych uszkodzeń bakterii. Jednak ten stan spoczynku może zostać przerwany przez odpowiednie bodźce (promienie UV, stres itp.); w takich sytuacjach wirusowy DNA może się odłączyć (usunąć), przechodząc z cyklu lizogennego do litycznego.

Fag lambda, który może dawać zarówno cykle lityczne, jak i lizogenne, daje początek dwóm rodzajom transdukcji; wezwanie uogólnione, które następuje po cyklu litycznym, oraz drugie, zwane wyspecjalizowanym, które przejawia się w przejściu z cyklu lizogennego do litycznego.

PRZEKAZANIE UOGÓLNIONEFragmenty bakteryjnego DNA mogą być włączane do głowy wirusa podczas cyklu litycznego. Populacja mieszana jest tworzona z fagami zawierającymi geny wirusowe pochodzenia i fagami z bakteryjnym DNA; ten ostatni może następnie zaszczepić geny bakteryjne do nowej bakterii, w ten sposób zaszczepiony DNA łączy się z DNA bakteryjnym. Ten typ transdukcji definiuje się jako uogólniony, ponieważ każdy gen z bakterii dawcy może być przeniesiony do bakterii biorcy.

PRZEKŁADNIA SPECJALISTYCZNA: wirusowy DNA włączony w cykl lizogenny nazywa się PROVIRUS. Kiedy z cyklu lizogenicznego do cyklu litycznego, ten fragment DNA dawcy pęka. Czasami (rzadkie zdarzenie) oderwanie nie występuje w tych samych miejscach, w których jest spawane, ale w miejscach lekko przesuniętych; dlatego ten fragment utraci część wirusowego DNA i nabędzie kilka bakteryjnych sekwencji DNA. W ten sposób powstają nowe wirusy, które niosą w głowie hybrydowe DNA i które infekując nowe bakterie przenoszą pewne i specyficzne geny bakteryjne (z których się specjalizuje).

Istnieje mechanizm zwany konwersją lizogenną, w którym wirusowy DNA zintegrowany z bakteryjnym DNA (który zwykle jest cichy) może odsłonić pewne białka, które zazwyczaj są toksynami. Toksyny bakteryjne występują w naturze dzięki ekspresji genów wirusowych.

TRANSPOZYCJA: zarówno chromosom bakteryjny, jak i plazmidy zawierają elementy zwane transpozycjami, które są zdolne do przemieszczania się (translokacji) z jednego regionu genomu do drugiego lub z plazmidu do genomu lub z jednego plazmidu do drugiego wewnątrz tego samego Ogólnie rzecz biorąc, gdy przemieszcza się element transpozycyjny, pewna sekwencja pozostaje zarówno w miejscu pochodzenia, jak i w miejscu, z którego została usunięta. Istnieją różne rodzaje elementów do przeniesienia:

- Sekwencje insercyjne: zawierają gen kodujący enzym promujący transpozycję (transpotazę).

-transpozony: bardziej złożone niż poprzednie, na obu końcach 3" i 5" zawierają dwie sekwencje IS (insercja) oraz wewnętrzne geny antybiotykooporności (tetracyklina, penicylina, chloramfenikol...)

- elementy odwracalne: są podobne do transpozonów, ale zachowują zdolność odwracania transpozonów.

Wielooporność na antybiotyki: mechanizmy, które często występują w szpitalach i jelitach. Bakteria poprzez koniugację przenosi oporność na bakterię, już oporną na inny antybiotyk, na podwójnym plazmidzie. Nowa bakteria o podwójnej oporności ulega transpozycji, tzn. podwójna oporność integruje się w obrębie tego samego plazmidu i przekazuje charakterystykę innym bakteriom.