Bactériophage

Le bactériophage ( est un virus bactérien dont l'infection peut avoir deux effets mutuellement exclusifs : la lyse de la bactérie ou la lysogénie c'est à dire le maintien sous forme passive de l'ADN (intégré au génome bactérien ) et la survie de la bactérie. La voie suivie dépend du dosage de plusieurs facteurs de régulation codés par le génome phagique dans les stades précoces de l'infection.

Cycle de vie

Figure 2-15. Cycles du bactériophage

Carte génétique

L'ADN double brin du bactériophage contient 48 502 paires de nucléotides qui codent 50 à 60 protéines différentes. Le passage de la forme linéaire (dans la particule phagique libre) à la forme circulaire (dans l'ADN après injection dans la cellule hôte) est due à la présence aux extrémités de la molécule linéaire de bouts collants de 12 nucléotides (les extrémités cos). Dans ce génome se trouve une région où l'on n'a jamais identifié ni mutants ni gènes, c'est la région non essentielle b2. Elle est immédiatement suivie par les gènes nécessaires pour la lysogénie mais pas pour le cycle lytique. L'ensemble fait à peu près 10 kbp.

Figure 2-16. Carte génétique du bactériophage

Figure 2-17. Assemblage automatique des éléments de purifiés.

 

A la fin du cycle lytique, on peut lyser artificiellement la bactérie et récupérer les pièces détachées du phage (têtes et queue) et ADN (constitué de séquences cos séparées par 40 à 50 kbp). Ces trois éléments purifiés mis dans in tube, sans extrait acellulaire sont capables de donner des bactériophages parfaitement fonctionnels en s'assemblant automatiquement.

comme vecteur

Ces propriétés du bactériophage ont permis de concevoir un nouveau vecteur à partir de capable de transporter plus d'ADN étranger que les plasmides pBR et pUC.

La région b1 puisqu'elle n'est pas essentielle peut être remplacée par un fragment d'ADN d'une taille équivalente. On a alors un vecteur de remplacement de taille voisine de celle du génome naturel du bactériophage.

On peut également construire un prophage avec les bras gauche (22kbp) et droit (9kbp), sans la région non essentielle. Un tel prophage possède une origine de réplication autonome et est capable de se multiplier dans une cellule mais l'emballage ne peut se faire car l'ADN ne mesure que 31kbp, ce qui est insuffisant (minimum requis 38kbp, maximum 54kbp). Pour que l'emballage se fasse il faut religuer les deux bras avec un fragment d'ADN étranger qui mesure de 9 à23kbp. On a alors un vecteur à insertion.

Figure 2-18. Le bactériophage l utilisé comme vecteur de remplacement.

 

Une banque construite à l'aide d'un bactériophage est constituée de particules phagiques (les fonctions de lysogénie ont été éliminées). Elle se présente donc comme un ensemble de plages de lyse sur un tapis bactérien.

Figure 2-19. Bactériophage utilisé comme vecteur d'insertion.