BactriophagesCES BactriologieBactriologie-Virologie Professeur Moussa Fafa Ciss Mdecin Biologiste Facult de Mdecine de Dakar05/02/2012 1

Introduction

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DfinitionVirus spcifiques des Bactries Synonyme : phages

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Dcouverte

Auteurs Twort en 1915 DHrelle en 1917 Nombre > 5.000 phages diffrents

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Critres de classification

Nature acide nuclique Morphologie de la particule Enveloppe virale

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Classification des phages

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Phages gnome ADN

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Phages ADN bicatnaire

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Trois groupes

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Phages nus symtrie binaire Siphoviridae Myoviridae Podoviridae Phages nus symtrie cubique Corticoviridae Tectiviridae Phages envelopps Plasmaviridae

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Phages nus symtrie binaire

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Phages nus symtrie binaire

Sont les plus nombreux 95% des phages dcrits Sont dits cauds Morphologie Tte cubique (renferme ADN) Queue hlicodale Contractile ou non Taille: 20 190 nm11

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Principaux phages cauds

Siphoviridae (60%) Enterobacteria phage P, T1, T5 Mycobactries, Lactococcus Myoviridae (25%) Enterobacteria phage T4, Enterobacteria P1, P2 Podoviridae (15%) EB phage T7 Bacillus phage J 2905/02/2012

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Deux autres groupes

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Phages nus symtrie cubique

Corticoviridae Alteromonas phage PM2 Tectiviridae Enterobacteria phage PRD1 Bacillus phage

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Phages envelopps

Plasmaviridae Acholeplasma phage L2 Constitution Enveloppe Nucloprotine Absence de capside15

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Phages ADN monocatnaire

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Deux groupesPhages nus symtrie hlicodale Inoviridae Phages nus symtrie cubique Microviridae

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Microviridae

Morphologie Capside cubique ADN simple brin Diffrents phages Enterobacteria phage J x 174 Bdellovibrio phage MACI Chlamydia phage 118

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Inoviridae

Morphologie Long filaments Flexibles Enterobacteria phage fd

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Phages nus gnomes ARN

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Leviviridae

Morphologie Capside cubique ARN monocatnaire Enterobacteria phage MS2

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Cystoviridae

Morphologie Capside cubique ARN bicatnaire, segment Pseudomonas phage J 6

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Multiplication des phages

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Cycle lytique des phages

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Phage ADN

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Exemple des Myoviridae T

Adsorption et injection du gnome Rplication et synthse des constituants Assemblage des virus Libration des virus Dure cycle = 22 minutes

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Adsorption et injection du gnome

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Sites de fixation bactriens

Lipopolysaccharide Protines de paroi Acides teichoques Flagelles Fimbriae

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Sites de fixation phagiques

Plaque terminale de la queue Fibres caudales Capside

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Fixation du phage

Contact alatoire phage-bactrie phage Par une fibre de la queue Reste des fibres se fixe rapidement Phage bien arrim sur bactrie

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Injection de lADN phagique

Enzymes prsentes au n plaque n Perforent paroi bactrienne Contraction de la queue Canal central pntre dans bactrie Gnome phagique est inject

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Aprs injection du gnome

Colmatage brche dinjection Par des composants Synthtiss par enzymes virales Devenir phage dpourvu de son gnome Soit reste fix sur la bactrie Soit est dcroch05/02/2012 32

Rplication et synthse constituants

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Phase prcoce

Synthse des enzymes virales prcoces Certains gnes sont transcrits en ARNm ARNm sont traduits en enzymes virales vnement cellulaires ADN bactrien dgrad en nuclotides Inhibition synthse macromolcules Synthse hydroxymthylcytosine qui remplace la cytosine dans le phage05/02/2012 34

Phase tardive

Rplication ADN phagique Commence ds phase prcoce Formation copies gnomes du phage Gnes tardifs sont transcrits et traduits Protines virales constitutives Protines virales non structurales Protines de la lyse cellulaire05/02/2012 35

Assemblage des virus

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Quatre phasesConstruction de la tte Construction de la queue Construction des fibres Assemblage final du phage complet

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Droulement

Encapsidation de lADN dans la tte Tte associe la queue Dj porteuse de la plaque terminale Grce au collier Fibres se fixent enfin la queue Accumulation phages dans cytoplasme05/02/2012 38

Libration des phages

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Lyse brutale de la bactrie

Intervention de 2 gnes phagiques Lun code le lysozyme Lautre code une protine entranant le lysozyme vers la paroi Libration de 300 phages environ

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Phage ARN

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Exemple des Leviviridae

Petits phages ARN (+), monocatnaire Sans queue Capside cubique Site fixation = pilus F et fimbriae Similitudes avec Enterovirus, HAV05/02/2012 42

tapes

FixationFixation-pntration Reconnaissance/fixation sur pilus F Pntration : modalit mal dfinie ARN phagique est directement traduit Protine A fixation Protine de capside Rplicase Protine de lyse bactrienne43

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Rplication

Formation intermdiaire de rplication Brin (-) sert de matrice ( ARNm protines virales ARNv (+) gnomes phages fils Dure du cycle 20 30 minutes

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Cycle lysognique des phages

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Phages temprs

Phages Phage P Phages P2 P22 Phage Mu-1 MuADNv intgr dans gnome bactrie Directement de faon covalente Ou comme plasmide On obtient un prophage46

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tapes

FixationFixation-pntration Injection ADN phagique Circularisation de lADN phagique Transcription des ARNm 2 voies selon expression du rpresseur CI Cycle lytique Cycle lysognique05/02/2012 47

Modalits de la lysognie

Synthse de protines prcoces CII et CIII CII se fixe sur promoteur PRE Activation synthse du rpresseur CI Rpresseur CI : est auto-activable auto Inhibe transcription des ARNm Stimule un autre promoteur qui augmente la synthse de CI05/02/2012 48

Intgration du gnome phage

Mcanisme CII active expression dun intgrase int CI rprime transcription Enzyme int Intgre gnome du phage Dans un site prcis du gnome bactrie Grce au site att du gnome du phage05/02/2012 49

Induction du cycle lytique

Agents inducteurs Ultras violets Agents chimiques mutagnes Mcanisme de linduction Diminution quantit rpresseur CI CI dgrad par enzymes bactriennes Gne xis excisionase qui sassocie int dont elle inverse le processus05/02/2012 50

Rle et utilisation des phages

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Outils gntique molculaire

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Phages usuels

Phages filamenteux (Inoviridae) Phage M13 Phage fl Phage fd Phage P

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Utilisation des phages

Modalits dutilisation Vecteurs de gnes Amplificateurs de gnes Buts Thrapie gnique Vaccination Production de protines54

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Prparation des phages

Insertion simple de lADN tranger DltionDltion-remplacement Il faut conserver Squences cos Gnes de structure du phage

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Autres vecteurs drivs

Vecteurs drivs Cosmide: plasmide + squences cos Phagemide: plasmide + phage filamenteux Intrt Encapsids in vitro Capacit dinsertion gnomique +++

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Rle dans lenvironnement

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Rles bnfiques

Contrle densit bactries et biomasse 1010 UFP litre deau propre 108 UFP litre deau use Tmoins de contamination fcale

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Problmes pour industrie

Phages dtruisent bactries fermentaires Utilises pour production lait, protines

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Utilisation en bactriologie

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Facteurs de virulence

Production de toxines bactriennes Corynebacterium diphtheriae Streptococcus pyogenes Acquisition rsistance aux antibiotiques Staphylococcus aureus Streptococcus spp.05/02/2012 61

Lysotypie bactrienne

Bactries souvent types Listeria monocytogenes Salmonella Staphylococcus aureus Indications de la lysotypie tudes pidmiologiques (pidmies) Dtection de Listeria dans aliments05/02/2012 62

Autres organismes virus like

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Virodes

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Classification

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Critres de classification Homologie de squences Rgion centrale conserve ou non Deux familles Avsunviridae Virode brlure de lavocatier Rgion centrale non conserve Pospiviridae Rgion centrale conserve

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Structure des virodes

ARN (+) Monocatnaire Circulaire Sans rgion codant pour des protines 240 400 nuclotides Absence de capside

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Infectent les plantes

Agents pathognes parasites des plantes Tubercules Pomme de terre Mcanisme daction Parasitent appareil transcription hte Utilisent ARN pol II nuclaire de lhte05/02/2012 67

Virusodes ou ARN satellites

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CompositionARN satellites Encapsids avec des virus des plantes Ont besoin de virus auxiliaire Car ne peuvent pas se rpliquer seuls

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Merci05/02/2012 70