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JF Perrin mise à jour nov.2004/2019
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La transduction localisée est réalisée par des phages tempérés à site d'intégration strict. Elle ne correspond pas à une erreur d'encapsidation (cf. transduction généralisée) mais à une excision anormale du prophage lorsqu'un cycle productif succède à une phase de lysogénie (donc lorsque le répresseur déterminant la lysogénie est inactivé). Normalement, l'ADN phagique est excisé dans son intégralité. Toutefois, à une faible fréquence, l'excision est anormale et on obtient l'excision d'une molécule d'ADN "hybride" constituée d'un fragment d'ADN phagique et d'un fragment d'ADN bactérien. Ce fragment d'ADN bactérien est alors adjacent à la zone d'intégration du prophage d'où les appellations de transduction spécialisée ou localisée.
Ci-dessous le schéma de l'évènement d'intégration en prophage du phage lambda et celui de l'excision normale. Le phage s'intègre toujours entre Gal et bio (loci déterminant l'utilisation du galactose et la biosynthèse de la biotine respectivement).
Sur le schéma int,R, A, H, I : gènes de lambda (intégrase, enz. de lyse, prot. de tête, prot. de queue, prot. de queue). Ori : origine de réplication de lambda. Cos : extrémités cohésives de lambda.
attB : séquence d'attachement : intégration spécifique entre Gal et bio.
Et 2 types d'excisions anormales sont possibles (avec une très faible fréquence) avec le phage lambda comme présentées sur le schéma ci-dessous.
On obtient 2 possibilité de phages transductants : ceux transducteurs de "gal" (= phages λdgal) et ceux transducteurs de "bio" (= phages λdbio).
• Les phages λgal sont défectifs. Ils sont infectieux mais l'ADN ayant pénétré dans la bactérie receveuse ne peut plus donner de cycle phagique. Ceci à cause de la partie de génome phagique perdue dans l'échange avec Gal lors de l'excision anormale (sur le schéma on voit par exemple que le gène I est perdu). Mais par recombinaison homologue, une bactérie Gal- infectée par un phage λdgal pourra devenir Gal+ avec une descendance Gal+. Les phages λdgal peuvent aussi passer à l'état de prophage en cas de double infection avec un phage normal et donner ainsi une bactérie "double lysogène" Gal+ avec une descendance Gal+ par phénomène de complémentation (sorte de diploïde Gal+/Gal-). Note : pour réaliser une double infection, il faut travailler avec une MOI élevée (multiplicité d'infection).
• Les phages λdbio ne sont pas si défectifs que ça... Ils sont infectieux et si l'ADN ayant pénétré dans la bactérie receveuse ne peut plus donner de lysogénie, un cycle lytique demeure possible. Ceci à cause de la partie de génome phagique perdue dans l'échange avec bio lors de l'excision anormale (la zone ADN phagique perdue est une zone de régulation qui préserve les possibilités de cycle lytique ... mais pas de lysogénie : l'intégrase est perdue ...). En réalité ça se complique si on fait "appel" aux phages lambda normaux pour une expérience avec une MOI élevée (multiplicité d'infection). On peut alors lysogéniser un E. coli avec un "helper normal" plus un λdbio et obtenir une complémentation fonctionnelle bio+/bio-... (dessinez-vous un petit schéma)
• En fait le phage lambda possède aussi d'autres sites d'intégration qu'entre Gal et bio. Mais ce sont des sites très peu probables et qui ne sont mis en évidence que quand le site hyper-préférentiel entre Gal et bio est supprimé (il faut utiliser des souches E. coli délétées du site attB normal entre Gal et bio. On peut alors obtenir la transduction spécialisée d'autres gènes (par exemple thr ( biosynthèse thréonine))... mais c'est une autre histoire ...
Et pour finir, résumons les caractéristiques de la transduction spécialisée : seules les régions du chromosome bactérien situées près des sites d'attachement du virus transducteur sont transduites. Les particules transductantes portent un ADN d'origine mixte, phagique et bactérien.