Transferts d'ADN par conjugaison

2. Plasmides conjugatifs, facteur F

Le plasmide appelé facteur F est le premier plasmide conjugatif mis en évidence chez les bactéries. Le facteur F est un gros plasmide (94 500 pb) qui contrôle sa propre réplication, son nombre de copies, la répartition des copies dans les cellules filles et son transfert. Les gènes gouvernant le transfert sont situés dans l'opéron tra, notamment :
• Des gènes codent pour la synthèse de pili sexuels. Les pili sexuels vont se comporter comme des câbles d'amarrage d'une bactérie F+ à une bactérie F- (ce serait donc plutôt un abordage).
• Des gènes codent pour des protéines qui empêchent l'attachement des pili sexuels et donc l'amarrage de deux bactéries F+ entre elles (exclusion de surface).
• Des gènes permettent la synthèse et le transfert de l'ADN. En effet le transfert d'ADN est lié à une phénomène réplicatif selon le mode dit du "cercle roulant".

L'amarage entre une bactérie donatrice (donc F+) et une bactérie réceptrice (donc F-), réalisé grâce aux pili sexuels, est suivi de la création de la jonction de conjugaison permettant le transfert de l'ADN. Le transfert débute au site appelé "origine de transfert" ou oriT et se déroule selon le mode du cercle roulant. Après ouverture monobrin du plasmide au site oriT, un brin d'ADN monocaténaire "déroulé" pénètre dans la bactérie réceptrice puis le brin complémentaire est synthétisé, aussi bien chez la bactérie donatrice que chez la bactérie réceptrice. Finalement, le facteur F persiste chez la bactérie donatrice qui demeure F+ et une copie du facteur F a été acquise par la bactérie réceptrice qui devient F+.

Wikipedia en langue anglaise (en) fournit un bon schéma de transfert conjugatif de facteur F à : http://en.wikipedia.org/wiki/File:Conjugation.svg.

Et ci-dessous, voici un bon schéma emprunté à Griffiths AJF, Miller JH, Suzuki DT, et al disponible à http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21942/#A1314 :

le schéma ci-dessus montre bien l'amarrage de la cellule F- à la bactérie F+ par le pilus et leur mise en contact et la mise en place de la "jonction de conjugaison". Le schéma montre un transfert en cours : passage d'un monobrin avec réplication chez le donneur et l'accepteur. Il ne montre pas le résultat final : la bactérie donatrice reste F+ et la receveuse devient F+ (le monobrin qui passe et se réplique est recircularisé en plasmide F complet, fonctionnel).

Les bactéries F+ ont une fâcheuse tendance à perdre le plasmide F. Lorsqu'on travaille avec des souches F+ de laboratoire, il est fréquent d'utiliser des plasmides F avec marqueurs de sélection :
• F avec un marqueur de résistance aux tétracyclines ;
• F restaurant la capacité à la biosynthèse de la proline chez une souche proline négative Δpro.

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