Bactériophage
Définition
Un bactériophage est un phage viral, un virus qui infecte spécifiquement les cellules bactériennes, exclusivement les bactéries. Les bactériophages, ou phages, sont les virus des bactéries. Les phages viraux constituent une variété particulière de virus dont l'hôte exclusif est une bactérie.
Des bactériophages :
Les bactériophages vus au microscope électronique sont de forme simple avec un flagelle.
Explications
La présence de récepteurs à la surface des bactériophages détermine les possibilités d'association entre phage et bactérie. Les phages sont très étudiés et utilisés en biologie moléculaire.
La plupart des bactériophages (en particulier 96 % de ceux actuellement identifiés) sont classés dans l'ordre des Caudovirales, qui sont des queues ADN, ont des doubles brins et sont également classés dans les familles des Siphoviridae, Myoviridae et Podoviridae. Ces phages sont, d'une certaine façon, bactéricides. Le phages viraux ne sont pas des virophages !
Voir aussi les différences entre les cycles lytique et lysogénique des bactériophages.
Ces virus sont étudiés par les microbiologistes et utilisés par les biologistes moléculaires. En effet, les bactériophages sont porteurs d'ADN, matériel génétique, et capables d'intégrer à leur génome une partie du génome bactérien.
Cette propriété est très largement mise à profit dans l'étude de la régulation de l'expression des gènes. Un phage est constitué d'un acide nucléique (ARN ou ADN) entouré d'une coque protectrice. Après fixation du phage sur une protéine spécifique de la surface bactérienne, son génome est introduit à l'intérieur de la bactérie où il gouverne la synthèse de nouveaux phages (de 100 à 10 000).
Certains phages pratiquent la lysogénie, qui consiste à intégrer leur génome dans l'ADN de la bactérie qu'ils infectent au lieu de la tuer brutalement en produisant une quantité énorme de phages (croissance lytique). Le passage de la croissance lysogène à la croissance lytique dépend de facteurs environnementaux.
Un bactériophage qualifie tout virus infectant les bactéries dans lesquelles il se reproduit. L'ADN viral peut s'intégrer dans le chromosome de la bactérie; il est alors appelé provirus et transforme la bactérie en bactérie lysogène. Les Bactériophages peuvent jouer un rôle dans la transmission de gènes bactériens entre bactéries (transduction). Par exemple, Bactériophage T4, Bactériophage DX 174.
Comme les virus qui infectent les cellules eucaryotes, les bactériophages sont constitués d'une protéine ou d'une coquille de capside à l'intérieur de laquelle se trouve son matériel génétique, qui peut être de l'ADN, de 5 000 à 500 000 paires de bases. La taille des bactériophages est comprise entre 20 et 200 nm environ.
Les bactériophages sont omniprésents et peuvent être trouvés dans divers types de bactéries, à la fois dans le sol et dans la population de micro-organismes présents dans les intestins des animaux. L'un des environnements les plus peuplés par les phages et d'autres virus est l'eau de mer, où l'on estime qu'il peut y avoir environ 109 particules virales par millilitre, avec 70 % des bactéries marines infectées par le bactériophage.
Les bactériophages (des biophages) ont été découverts indépendamment par Frederick W. Twort en Grande-Bretagne (1915) et Félix d'Hérelle en France (1917). D'Hérelle a inventé le terme bactériophage, qui signifie "mangeur de bactéries", pour décrire la capacité bactéricide de l'agent. Les bactériophages infectent également les organismes procaryotes unicellulaires appelés archées.
Biologie
Les bactériophages peuvent être divisés en virulents et tempérés en fonction de leur cycle de vie. Les bactériophages virulents produisent le cycle lytique. Dans ce cycle, ils se lient à leur hôte bactérien, injectent leur génome, se reproduisent grâce à la machinerie moléculaire de l'hôte et, enfin, lysent la cellule hôte tout en libérant sa progéniture.
Le second type de phage, les tempérés, a un mode de vie différent et infecte son hôte au début du cycle lysogène, où le génome du phage reste dormant sous forme de prophage, se réplique avec son hôte et Parfois, il explose dans un cycle lithique sous un déclencheur spécifique.
La lysogénie et les prophages peuvent être bénéfiques pour les bactéries, car elles peuvent coder pour des gènes de résistance aux antibiotiques ou à d'autres facteurs de virulence.
Réplication
Les bactériophages peuvent générer le cycle lytique ou le cycle lysogène, bien que très peu d'entre eux soient capables de réaliser les deux. Si la lyse est effectuée, la lysogénie ne peut pas être effectuée et vice versa. Au cours du cycle lytique, les cellules hôtes du bactériophage sont lysées (détruites) après réplication et encapsulation des particules virales, de sorte que les nouveaux virus sont libres de subir une nouvelle infection.
Au contraire, dans le cycle lysogène, il n'y a pas de lyse immédiate de la cellule. Le génome du bactériophage peut être intégré à l'ADN chromosomique de la bactérie hôte, en se répliquant en même temps que la bactérie, ou il peut rester stable sous la forme d'un plasmide, répliquant indépendamment la réplication bactérienne. Dans tous les cas, le génome du phage sera transmis à l'ensemble de la descendance de la bactérie initialement infectée.
Le bactériophage est donc dans un état de latence jusqu'à ce que les conditions de l'environnement se détériorent : diminution des nutriments, augmentation des agents mutagènes, etc. À ce moment, les bactériophages ou phages endogènes sont activés et donnent lieu au cycle lytique qui se termine par la lyse cellulaire.
L'intégration du matériel génétique d'un bactériophage, dit tempéré, dans celui d'une cellule est appelée la lysogénisation (une lysogénie).
Transduction
Les bactériophages, ou phages, sont les virus des bactéries. Ce sont des parasites intracellulaires obligatoires dont l'existence est fatalement liée au succès et à la survie des hôtes qu'ils infectent et tuent.
Connus pour être les entités biologiques les plus abondantes sur la planète, les phages sont omniprésents dans presque toutes les communautés microbiennes, dans lesquelles ils jouent un rôle central dans la modération des populations bactériennes et la médiation du transfert horizontal de gènes. Lorsque les phages se propagent, ils peuvent parfois encapsider l'ADN bactérien hôte pour former des particules de transduction.
Les particules de transduction ressemblent apparemment à des particules de phage matures, sauf qu'elles éjectent de l'ADN bactérien au lieu d'un génome viral lorsqu'elles infectent d'autres cellules. L'ADN peut alors se recombiner dans le chromosome ou se répliquer sous forme de plasmide dans la nouvelle cellule hôte. Ce processus de transfert d'ADN bactérien d'une bactérie à une autre est connu sous le nom de transduction génétique.
La cargaison génétique transportée dans les particules de transduction peut avoir des effets très profonds sur les receveurs bactériens. Par exemple, les gènes qui codent pour la résistance aux antibiotiques ou les facteurs de virulence peuvent conférer de nouvelles capacités et débloquer de nouvelles niches écologiques, ce qui peut accélérer l'émergence de nouvelles souches de plus en plus virulentes et résistantes aux antibiotiques.
Bien qu'il existe plusieurs mécanismes de transfert horizontal de gènes, la transduction des phages est souvent considérée comme la principale voie par laquelle les bactéries acquièrent les gènes qui permettent leur adaptation rapide à l'évolution des défis environnementaux.
Mycobactériophage
Un organisme mycobactériophage est un consommateur de mycobactéries, en particulier le genre Mycobacterium sp. qui comprend des agents pathogènes connus pour provoquer des maladies graves chez les mammifères, comme la tuberculose. Voir aussi les macrophages.
Choix de bactériophages et préparation à des fins thérapeutiques
Les bactériophages peuvent être isolés à des fins thérapeutiques de toute source environnementale dans laquelle l'agent pathogène cible est susceptible d'être contenu. Les eaux usées constituent probablement la source de phages la plus riche.
Le moyen le plus direct d'isoler un bactériophage consiste à stériliser un échantillon environnemental afin d'éliminer les micro-organismes indésirables, puis de l'inoculer dans une boîte de culture. Après isolement, un bactériophage doit être caractérisé et séquencé pour pouvoir être utilisé à des fins thérapeutiques.
Les critères les plus importants pour la sélection d'un bactériophage approprié sont la spécificité des phages, leur efficacité et la prévention des effets indésirables. Pour cette raison, le bactériophage sélectionné doit absorber efficacement et être lytique pour l'hôte bactérien cible.
L'utilisation de phages tempérés n'est pas appropriée pour les préparations thérapeutiques de phages, car la lysogénie augmente la possibilité d'amplifier la virulence des bactéries cibles ou d'induire une résistance aux phages.
Le développement de la résistance aux bactériophages est une préoccupation majeure de la thérapie par phages. De plus, la sensibilité aux phages peut varier selon les souches de bactéries. Par conséquent, la modification de la gamme d'hôtes d'une préparation thérapeutique de phage pourrait avoir un impact important sur son succès.
Afin de garantir la gamme d'hôtes souhaitable d'une formulation de phage, des mélanges contenant deux bactériophages ou plus, appelés "cocktails de phages", ont été développés.
Synonymes, antonymes
4 synonymes (sens proche) de "bactériophage" :
0 antonyme (sens contraire).
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