Différence clé - Transduction généralisée vs spécialisée
La transduction est un mécanisme qui transfère l'ADN d'une bactérie à une autre bactérie par un bactériophage. Le bactériophage est un virus qui infecte et se réplique au sein d'une bactérie. Il est capable de se fixer à la paroi cellulaire bactérienne et d'injecter son ADN à la bactérie. À l'intérieur de la bactérie, l'ADN viral se réplique et crée les composants et les enzymes nécessaires pour fabriquer de nouveaux bactériophages. Au cours de ce processus, l'ADN bactérien se dégrade en morceaux et s'intègre au génome viral ou, l'ADN viral s'intègre directement à l'ADN bactérien. Les nouveaux bactériophages portent l'ADN bactérien à l'intérieur d'eux. Lorsque ces bactériophages infectent une autre bactérie, un mélange d'ADN bactérien se produit. La transduction peut se produire soit par cycle lytique, soit par cycle lysogénique en fonction du type de bactériophage. Par conséquent, il existe deux types de transduction, à savoir la transduction généralisée et la transduction spécialisée. le différence clé entre la transduction généralisée et spécialisée est que la transduction généralisée est effectuée par des bactériophages virulents dans lesquels la cellule bactérienne est lysée lorsque de nouveaux bactériophages sont libérés, tandis que la transduction spécialisée est effectuée par des bactériophages tempérés dans lesquels la cellule bactérienne n'est pas lysée et l'ADN viral s'intègre à la bactérie. ADN et survit au stade de prophage au sein de la bactérie pendant plusieurs générations.
Qu'est-ce que la transduction généralisée ?
Il existe deux types de bactériophages: virulents et tempérés. Le bactériophage virulent est capable de tuer la bactérie hôte. Ils subissent toujours un cycle de vie lytique qui provoque la mort des bactéries hôtes. L'infection d'une bactérie par un bactériophage virulent et le transfert d'ADN bactérien à une autre bactérie lors de la seconde infection est appelée transduction généralisée. Ainsi, la transduction généralisée peut être définie comme le transfert d'ADN bactérien d'une bactérie à une autre bactérie par un bactériophage virulent au cours du cycle lytique du bactériophage. Le transfert d'ADN bactérien est dû à des erreurs d'emballage du matériel génétique dans les nouveaux phages. L'emballage de l'ADN viral nouvellement répliqué dans de nouveaux phages montre une faible fidélité. Par conséquent, lors de l'emballage du matériel génétique, de petits morceaux d'ADN bactérien ou d'ADN bactérien recombiné avec de l'ADN viral peuvent être inclus à tort dans les phages. Si de l'ADN bactérien est inséré par hasard à l'intérieur de la capside virale, la deuxième infection introduit cet ADN dans une autre bactérie. Par conséquent, la transduction se termine avec succès entre deux bactéries.
Après l'infection, les phages virulents sont capables de contrôler la machinerie cellulaire bactérienne pour répliquer son propre ADN. Le virus devient également capable de dégrader le chromosome bactérien en petits morceaux et provoque une perturbation soudaine de la paroi cellulaire bactérienne pour la libération de phages assemblés provoquant la mort cellulaire.
Processus de transduction généralisé
La transduction généralisée est un processus rapide dans lequel les bactéries meurent en peu de temps. Le bactériophage est capable de briser l'ADN bactérien en morceaux, détruisant la cellule bactérienne. Les étapes de la transduction généralisée peuvent être résumées comme suit.
- Un bactériophage virulent (lytique) infecte une bactérie.
- Le génome du phage pénètre dans la cellule bactérienne.
- Le virus régit les mécanismes métaboliques bactériens pour fabriquer son propre ADN et d'autres composants et enzymes nécessaires.
- L'ADN bactérien s'hydrolyse en petits morceaux.
- Packs de matériel génétique à l'intérieur des nouveaux phages. De temps en temps, des fragments d'ADN bactériens s'emballent dans de nouvelles capsides de phage
- La cellule bactérienne lyse et libère les nouveaux phages.
- Lorsque le phage transduit infecte une autre bactérie, l'ADN bactérien précédent s'incorpore dans une nouvelle.
Figure 01: Processus de transduction généralisé
Qu'est-ce que la transduction spécialisée ?
Les bactériophages tempérés présentent des cycles de vie lysogéniques. Ils sont impliqués dans un processus de transduction spécialisé dans lequel un fragment d'ADN bactérien est transféré d'une bactérie à une autre bactérie en raison d'une erreur. Par conséquent, la transduction spécialisée peut être définie comme le transfert d'ADN bactérien donneur à une autre bactérie par les bactériophages tempérés. Lorsque les phages tempérés infectent les bactéries, ils sont capables d'intégrer l'ADN viral dans le chromosome bactérien et de rester au stade de prophage pendant plusieurs générations bactériennes sans le libérer du génome bactérien. Au cours de la réplication du génome bactérien, l'ADN viral est soumis à la réplication et pénètre dans de nouvelles cellules bactériennes et survit. Cependant, lorsque les prophages sont induits par certains facteurs, l'ADN viral se détache du chromosome bactérien. Parfois lors de ce détachement, des fragments de chromosomes bactériens se détachent et restent attachés à l'ADN du prophage. En raison de l'induction, les phages subissent ensuite un cycle lytique. Le génome viral se réplique avec l'ADN bactérien attaché et s'emballe à l'intérieur de nouvelles capsides et fabrique de nouveaux phages. De nouveaux phages libèrent la cellule bactérienne par lyse. Lorsqu'un nouveau phage infecte une autre bactérie, l'ADN bactérien y est transféré.
Procédé de transduction spécialisé
Les étapes de la transduction spécialisée peuvent être résumées comme suit.
- Un bactériophage tempéré infecte une bactérie.
- L'ADN viral s'intègre dans le chromosome bactérien et devient le stade du prophage
- L'ADN viral reste dans les bactéries pendant plusieurs générations
- Lors d'une induction spontanée, l'ADN viral détache l'ADN chromosomique bactérien.
- Des fragments d'ADN bactérien se détachent du chromosome bactérien avec de l'ADN viral.
- L'ADN viral se réplique avec les gènes bactériens et s'emballe dans de nouvelles capsides et fabrique de nouveaux phages.
- La cellule bactérienne lyse et libère les nouveaux phages.
- De nouveaux phages infectent de nouvelles bactéries.
- L'ADN bactérien se mélange à de nouvelles bactéries pendant l'infection.
Figure 02: Transduction spécialisée montrée par le phage lambda
Quelle est la différence entre la transduction généralisée et spécialisée ?
Transduction généralisée vs spécialisée |
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| La transduction généralisée est réalisée par des bactériophages virulents ou lytiques. | La transduction spécialisée est effectuée par des phages tempérés. |
| Cycle de vie | |
| La transduction généralisée subit un cycle lytique | La transduction spécialisée subit un cycle lysogénique. |
| Lyse des bactéries | |
| Les cellules bactériennes se lysent rapidement. | Les cellules bactériennes ne sont pas lysées rapidement mais survivent pendant plusieurs générations. |
| Conditionnement du matériel génétique | |
| Une partie de l'ADN bactérien du donneur est enfermée dans la capside virale en transduction généralisée | De petites parties d'ADN bactérien restent attachées à l'ADN viral pendant le détachement du chromosome bactérien et sont emballées dans de nouvelles capsides. |
| Intégration de l'ADN viral | |
| L'ADN viral n'est pas intégré dans le chromosome bactérien. | Intégration de l'ADN bactérien et viral. |
| Hydrolyse de l'ADN bactérien | |
| L'ADN bactérien est hydrolysé en morceaux par le virus. | L'ADN bactérien n'est pas hydrolysé. |
| Production de Prophage | |
| Il n'y a pas de formation de prophage pendant la transduction généralisée. | Les prophages se forment lors d'une transduction spécialisée. |
Résumé - Transduction généralisée vs spécialisée
La transduction est le processus de transfert d'ADN bactérien d'une bactérie à une autre par un virus. C'est un processus naturel qui se produit à travers des cycles lytiques ou lysogéniques. Les phages virulents présentent une transduction généralisée. Les phages tempérés montrent une transduction spécialisée. Lors de la transduction généralisée, le virus détruit la cellule bactérienne. Dans la transduction spécialisée, les cellules bactériennes ne sont rapidement détruites qu'en cas d'induction. C'est la principale différence entre la transduction généralisée et spécialisée. L'ADN viral s'intègre dans le chromosome bactérien lors d'une transduction spécialisée et l'intégration ne se produit pas lors d'une transduction généralisée.
