Bacteriën: overdracht van genetische informatie

TRANSDUCTIE: genoverdracht gemedieerd door een lambda-bacteriofaagvirus, alleen zichtbaar onder de elektronenmicroscoop.

1e stadium) De bacteriofaag fimbriae binden aan de bacteriewand, dankzij antireceptoren die specifieke adhesieplaatsen op de celwand herkennen.

2e stap) De plaat hecht aan de bacteriewand. Er komt een enzym vrij, lysozyme genaamd, dat het peptidoglycaan beschadigt dat de bacteriewand vormt.

3e stadium) De staart trekt samen en het virus-DNA wordt in het bacteriële DNA geduwd.

Op dit punt kan het virale DNA twee paden volgen, een eerste genaamd lytische cyclus en een tweede genaamd lysogene cyclus.

LITHISCHE CYCLUS: DNA-replicaties, RNA en virale eiwitten worden gesynthetiseerd; de laatste voegen zich samen (assembleren) om nieuwe virussen te vormen, in wiens kop het nieuw gevormde virale genoom wordt ingebracht. Elke met een virus geïnfecteerde bacterie verandert zo in een fabriek van nieuwe virale eenheden. Aan het einde van het proces ondergaat de bacterie lysis en komen er virussen vrij, die vervolgens andere bacteriën infecteren.

LYSOGENISCHE CYCLUS: wanneer het virus de bacterie infecteert, integreert zijn DNA in het bacteriële DNA.

Fagen die een lysogene cyclus hebben, worden gematigde virussen genoemd, omdat hun DNA integreert in het bacteriële chromosoom en hoe het zich gedraagt; bijgevolg wordt het doorgegeven aan de nieuwe generaties zonder enige schade aan de bacterie te veroorzaken. Deze rusttoestand kan echter worden doorbroken door geschikte stimuli (UV-stralen, stress, enz.); in deze situaties kan het virale DNA losraken (excideren) en overgaan van de lysogene naar de lytische cyclus.

De lambda-faag, die zowel lytische als lysogene cycli kan geven, geeft aanleiding tot twee soorten transductie; een algemene oproep, die optreedt na een lytische cyclus, en een tweede, gespecialiseerd genaamd, die zich manifesteert in de overgang van de lysogene naar de lytische cyclus.

GEGENERALISEERDE TRANSDUCTIEBacteriële DNA-fragmenten kunnen tijdens de lytische cyclus in de viruskop worden opgenomen. Er wordt een gemengde populatie gevormd met fagen die de virale genen van oorsprong bevatten, en fagen met bacterieel DNA; de laatste kan dan de bacteriële genen inenten in een nieuwe bacterie, dus het geïnoculeerde DNA versmelt met de bacteriële. Dit type transductie wordt gedefinieerd als gegeneraliseerd omdat elk gen van de donorbacterie kan worden overgedragen naar de ontvangende bacterie.

GESPECIALISEERDE TRANSDUCTIE: het virale DNA geïntegreerd in de lysogene cyclus wordt PROVIRUS genoemd. Wanneer van de lysogene cyclus naar de lytische cyclus, breekt dit fragment van donor-DNA. Soms (zeldzame gebeurtenis) komt het detachement niet voor op dezelfde plaatsen waar het is gelast, maar in enigszins verspringende gebieden; dit fragment zal daarom een deel van viraal DNA hebben verloren en enkele bacteriële DNA-sequenties hebben verworven. Zo worden nieuwe virussen gevormd die hybride DNA in het hoofd dragen en die, door nieuwe bacteriën te infecteren, bepaalde en specifieke bacteriële genen overdragen (waarvan het zich specialiseert).

Er is een mechanisme dat lysogene conversie wordt genoemd, waarbij viraal DNA dat is geïntegreerd in bacterieel DNA (dat meestal stil is) bepaalde eiwitten kan blootleggen, die meestal toxines zijn. Bacteriële toxines komen in de natuur voor door de expressie van virale genen.

TRANSPOSITIE: zowel het bacteriële chromosoom als de plasmiden bevatten elementen die transponeerbaar worden genoemd en die zich kunnen verplaatsen (translocatie) van het ene gebied van het genoom naar het andere, of van het plasmide naar het genoom, of van het ene plasmide naar het andere binnenin hetzelfde Wanneer een transponeerbaar element beweegt, blijft in het algemeen een bepaalde sequentie zowel op de plaats van oorsprong als op de plaats waar het werd verwijderd. Er zijn verschillende soorten transponeerbare elementen:

- Insertiesequenties: ze bevatten een gen dat codeert voor een enzym dat de transpositie bevordert (transpotase).

-transposons: complexer dan de vorige, aan beide uiteinden 3 "en 5" bevatten twee IS-sequenties (insertie) en binnen genen voor antibioticaresistentie (tetracycline, penicilline, chlooramfenicol ...)

- inverteerbare elementen: ze lijken op transposons, maar behouden het vermogen om transposons om te keren.

Multiresistentie tegen antibiotica: mechanismen die vaak voorkomen in ziekenhuizen en in de darm. Een bacterie brengt door conjugatie resistentie over tegen een bacterie, die al resistent is tegen een ander antibioticum, op een dubbel plasmide. De nieuwe bacterie met dubbele resistentie ondergaat een transpositie, dwz de dubbele resistentie integreert binnen hetzelfde plasmide en geeft de eigenschap door aan andere bacteriën.