Cycle lysogénique des bactériophages

On parle de l'induction du prophage des bactéries lysogènes. Ce processus prive, évidemment, la cellule de son immunité, lyse la bactérie et libère les phages infectieux dans le milieu. Ces derniers peuvent infecter toute bactérie non lysogène présente dans le milieu de culture. Des études ultérieures montrèrent que diﬀérents agents, tels que le rayonnement ultraviolet ou certains produits chimiques, pouvaient induire la lyse d'une faction importante d'une population de bactéries lysogènes.

Qu’est-ce qu’un virus ?

C'est par nécessité biologique que les virus sont des parasites. Les virus ne possèdent pas la capacité de synthétiser leurs composants de façon indépendante. Pour se reproduire, ils doivent introduire leur génome « génome viral » dans une cellule hôte vivante. Tous les virus sont de petites particules « entité » formées d'une enveloppe protectrice riche en protéines qui facilite leur transport d'une cellule à l'autre. Leur matériel génétique est soit de l'ADN, soit de l'ARN mais jamais les deux en même temps.

Qu’est-ce qu’un bactériophage ?

Les bactériophages (ou phages) sont des virus qui infectent les bactéries. Ils ont joué, et continuent de jouer, un rôle fondamental dans la génétique bactérienne et la génétique moléculaire en général. Pendant plus de trente ans (1940- 1973), ils ont été des outils précieux pour étudier les conséquences de l'introduction d'un nouveau matériel génétique dans une cellule. Ainsi, les études menées sur les phages ont aidé à la compréhension des structures et de l'expression des gènes, l'assemblage de structures biologiques complexes et le transfert de matériel génétique entre bactéries.

Les phages les plus étudiés sont ceux qui se multiplient chez E. coli ou des bactéries très proches. On les a arbitrairement nommés Tl , T2, T4, Pl , Fl , M13 ou λ par exemple. Un phage infecte une bactérie en s'attachant à un récepteur spécifique de la surface bactérienne. Une fois fixé, le phage injecte son matériel génétique dans le cytoplasme. Certains des gènes du phage sont exprimés immédiatement (gènes précoces) après l'injection de l'ADN dans la bactérie, en utilisant des enzymes présentes dans le cytoplasme de la bactérie. Ces gènes précoces codent des enzymes nécessaires à la réplication de l'ADN phagique en un grand nombre de copies.

Les gènes tardifs commencent ensuite à s'exprimer. Ce sont principalement des gènes qui codent les protéines nécessaires à la production de nouvelles capsides phagiques. Une fois les diﬀérents constituants phagiques assemblés, la paroi bactérienne est détruite (on parle de lyse bactérienne), libérant un grand nombre de nouveaux phages dans le milieu environnant. Chacun d'entre eux est capable d'infecter une nouvelle bactérie, ce qui permet un nouveau cycle biologique du phage.

Qu'est-ce qu'un organisme transgénique?

Un organisme transgénique contient de l'ADN recombinant intégré de manière stable dans toutes ses cellules.

Lysogénie

Dans les années 1920, on a observé que certaines souches bactériennes apparaissaient résistantes à certains phages. Cependant, ces bactéries résistantes entraînaient la lyse d'autres bactéries lorsqu'on mélangeait les cultures. Ces bactéries résistantes sont dites lysogènes. Vers le milieu des années 1940, André Lwoﬀ montra qu'une bactérie lysogène est une bactérie qui contient un génome viral, inséré en un point déterminé de son propre chromosome. La présence de l'ADN du phage à l'état intégré dans le chromosome bactérien, on parle de prophage, protège la bactérie de l'infection par un autre phage (surinfection). Cette immunité reste stable et peut être transmise aux cellules bactériennes filles.

Le prophage se duplique par conséquent au même titre que les autres régions du chromosome bactérien. Chez une petite fraction de cellules lysogènes, on peut assister à la production de phages infectieux. On parle de l'induction du prophage des bactéries lysogènes. Ce processus prive, évidemment, la cellule de son immunité, lyse la bactérie et libère les phages infectieux dans le milieu. Ces derniers peuvent infecter toute bactérie non lysogène présente dans le milieu de culture. Des études ultérieures montrèrent que diﬀérents agents, tels que le rayonnement ultraviolet ou certains produits chimiques, pouvaient induire la lyse d'une faction importante d'une population de bactéries lysogènes.

Ainsi, on a pu classer les phages en deux catégories :

Les phages virulents : ils provoquent toujours la lyse des bactéries et ne peuvent exister à l'état de prophage
Les phages tempérés : ils suivent fréquemment un cycle lysogénique et s'installent dans la bactérie hôte sous forme de prophage. Dans certaines conditions, ils peuvent suivre un cycle lytique, lorsque le prophage est induit.

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