Les procaryotes – bactéries et archées – sont la forme de vie la plus abondante sur Terre. Ils sont unicellulaires, dépourvus d’organites membranaires et n’ont pas de véritable noyau. Contrairement aux eucaryotes, les procaryotes se reproduisent de manière asexuée par fission binaire, ce qui produit une progéniture génétiquement identique.
Parce que la reproduction asexuée génère peu de variation génétique, les procaryotes s'appuient sur le transfert horizontal (latéral) de gènes pour diversifier leurs génomes. Trois mécanismes principaux :la transformation, la conjugaison et la transduction - permettent à l'ADN de se déplacer entre les cellules de la même génération.
Les procaryotes augmentent la diversité génétique grâce à la transformation, la conjugaison et la transduction. La transduction, médiée par les bactériophages, est essentielle à la propagation de la résistance aux antibiotiques et aux applications biotechnologiques.
Découvert dans les années 1950 par Norman Zinder et Joshua Lederberg alors qu'ils étudiaient la Salmonella , la transduction permet aux bactériophages (phages) de transférer l'ADN bactérien d'un hôte à un autre.
Les phages s’attachent à une cellule bactérienne, injectent leur génome et détournent la machinerie de réplication de l’hôte pour produire de nouvelles particules virales. Au cours de ce processus, des fragments d’ADN de l’hôte peuvent être emballés par erreur dans certaines capsides de phages. Après la lyse de l'hôte, ces phages « emballés » transportent l'ADN bactérien vers une nouvelle cellule réceptrice.
Si l’ADN transféré s’intègre dans le chromosome du receveur, les gènes sont exprimés comme s’ils étaient natifs. Étant donné que le donneur et le receveur appartiennent à la même espèce, les traits nouvellement acquis peuvent se propager rapidement à travers une population.
La transduction peut diffuser des gènes de résistance, tels que ceux codant pour des pompes à efflux ou des cibles médicamenteuses modifiées, à travers les communautés bactériennes. Une fois qu'une seule cellule résistante transfère son gène, la population entière peut devenir résistante, ce qui complique les stratégies de traitement.
Au-delà de son rôle dans la résistance, la transduction contrôlée constitue un outil précieux en biologie moléculaire. Les chercheurs utilisent la transmission de gènes médiée par les phages pour :
Collectivement, ces mécanismes entraînent une évolution et une adaptation rapides chez les procaryotes, leur permettant de prospérer dans diverses niches écologiques.
