les bactériophages (phages) sont des virus qui infectent spécifiquement les bactéries. Ils ont un cycle de vie en deux phases, résidant dans un état dormant dans le génome de l’hôte (cycle lysogénique) ou détournant la machinerie cellulaire de l’hôte pour leur propre réplication (cycle lytique). Ici, nous allons explorer les étapes importantes du cycle lytique.
qu’est-Ce que le cycle lytique?,
alors que le résultat final du cycle lytique est la production de nouveaux descendants de phages et la mort de la cellule bactérienne hôte, il s’agit d’un processus en plusieurs étapes impliquant une coordination précise de la transcription des gènes et des processus physiques. Le phage doit identifier une cellule bactérienne hôte sensible et appropriée à laquelle il est capable de se fixer. Après l’introduction du matériel génétique du phage dans la cellule, le génome de l’hôte est détruit et le phage utilise la machinerie cellulaire de l’hôte pour faire des copies de son propre génome et synthétiser les composants structurels., De nouveaux phages sont assemblés avant que la cellule hôte ne lyse finalement et que la progéniture du phage ne soit libérée dans l’environnement environnant pour trouver de nouvelles cellules cibles.
étapes du cycle lytique
fixation du Phage
pour entrer dans une cellule bactérienne hôte, le phage doit d’abord se fixer à la bactérie (également appelée adsorption). Le contact Initial entre le phage et la bactérie se produit souvent par des collisions aléatoires et la liaison initiale est réversible. Toutes les combinaisons bactéries-phages n’ont pas de récepteurs compatibles et de protéines de liaison aux récepteurs, il s’agit donc d’un processus sélectif., Différentes espèces de phages ciblent une gamme de molécules différentes sur les cellules bactériennes, y compris des fractions de polysaccharides, des protéines et d’autres structures de surface cellulaire telles que pili. Pour autant que nous le sachions, ces molécules cibles relèvent toutes de la catégorie des composants de la paroi cellulaire bactérienne ou des structures saillantes.
Les protéines de liaison aux récepteurs des phages sont le plus souvent associées aux queues des phages, mais ont été identifiées à d’autres endroits sur les phages. Après liaison réversible, le phage se lie irréversiblement à la cellule, pas toujours par le même récepteur que l’étape de liaison initiale., Ce processus de liaison en deux étapes peut être bénéfique en particulier dans les cas où le domaine de liaison irréversible est moins facile d’accès, améliorant ainsi la probabilité d’appariement avec la cellule cible correcte.
Les bactéries ont un certain nombre de façons de se défendre contre l’attachement des phages qui se concentrent autour de masquer les récepteurs avec une capsule mucoïde ou des couches de boue, en produisant des inhibiteurs compétitifs ou en bloquant l’accès. Les récepteurs des phages sont souvent identifiés par des mutations qui rendent les bactéries résistantes à la lyse des phages., La base de données phage Receptor Database (PhReD) fournit un référentiel utile de récepteurs connus sur les surfaces des cellules hôtes.
entrée de cellules bactériennes
l’adsorption réussie déclenche les prochaines étapes de l’infection qui nécessite l’injection du matériel génétique du phage dans la cellule hôte. Pour cela, le phage doit pénétrer dans la cellule bactérienne. Les preuves suggèrent que la fixation et la pénétration sont coordonnées par la plaque de base du phage à queue. Les queues de Phage varient considérablement selon la nature, mais les plus sophistiqués ont un tube pour délivrer du matériel génétique entouré d’une gaine contractile., La gaine se contracte comme un ressort enroulé, puis à la libération entraîne le tube dans la cellule bactérienne. Dans le phage T4, l’ensemble du complexe plaque de base-queue-tube se compose d’environ un million d’atomes, constituant 145 chaînes de 15 protéines différentes. La cellule de phage vide qui est laissée à l’extérieur de la bactérie est appelée fantôme ou beignet.
réplication du Phage
Une fois à l’intérieur, le phage synthétise des protéines précoces dont des endonucléases et des exonucléases qui dégradent le génome de l’hôte. Ils sont alors capables d’utiliser la machinerie de la cellule hôte pour synthétiser des protéines et produire des descendants., Les nucléotides libérés peuvent être recyclés par le phage pour la réplication de leur propre progéniture (par exemple le phage T7) ou excrétés de la cellule hôte (par exemple le phage T5). De petites modifications chimiques (dans le cas du phage T4, modification chimique des cytidines virales) du génome du phage permettent de différencier son matériel génétique du génome de l’hôte et empêchent l’auto-dégradation au cours de ce processus. D’autres protéines précoces incluent celles nécessaires à la réplication du génome du phage., L’ARN n’est pas décomposé, de sorte que le phage peut également produire des inhibiteurs qui empêchent l’ARN polymérase hôte d’interférer avec les polymérases virales lors d’une infection ultérieure. Le génome du phage nouvellement synthétisé produit des protéines tardives, y compris les sous-unités de la capside et la queue. Ce processus peut se produire dans les minutes qui suivent l’infection de la bactérie.
la naissance d’un nouveau phage
Une fois que tous les composants ont été synthétisés, ils doivent être assemblés en phage mature. Les protéines de capside s’assemblent pour former des têtes vides dans lesquelles l’ADN de phage condensé est emballé., Les parties de la queue s’assemblent indépendamment de la structure de la tête et la dernière étape de la synthèse consiste à joindre les têtes remplies aux queues pour former un phage de progéniture.
Les enzymes produites par le phage affaiblissent progressivement la paroi cellulaire bactérienne et finissent par lyser les cellules bactériennes, libérant en moyenne 100 à 200 descendants de phages dans l’environnement environnant.
En Raison de la nature des infections, les phages lytiques ne modifient pas le phénotype ou le génotype des cellules qu’ils infectent., Cependant, ils exercent une pression sélective sur la population bactérienne, éliminant les hôtes sensibles et favorisant la propagation de la résistance, par transfert de gènes par exemple, au sein de la population bactérienne.
regardez le cycle lytique en action.