Phage T4

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Vue générale de la structure du phage T4

Le bactériophage T4 est un virus de la famille des Myoviridae et de l’ordre des Caudovirales. Il s’attaque à la bactérie Escherichia coli (E. coli). Sa structure se découpe en trois grandes parties : la capside contenant l’ADN double brin, la queue permettant l’injection de cet ADN dans la bactérie infectée et les fibres caudales permettant l’attachement du phage sur la membrane de la bactérie. Son cycle lytique se déroule en plusieurs étapes : injection (adsorption et pénétration), transcription des gènes précoces, réplication de l’ADN viral, transcription des gènes tardifs, assemblage des particules virales, lyse de la bactérie.

Cycle d'infection du phage T4

Adsorption[modifier | modifier le code]

L'adsorption est initiée par la collision entre le phage T4 et E. coli. Il va se fixer sur les lipopolysaccharides (LPS) et les protéines OmpC (Outer membrane protein C) par 6 fibres caudales longues (LTF) et 6 fibres caudales courtes (STF). Après fixation des trois premiers LTF (fixation réversible), il y a un changement de conformation qui signale au plateau que l'attachement à la membrane de la bactérie a réussi. Le plateau va alors glisser le long de la membrane jusqu'à trouver le site pour l'injection.
La guirlande des 6 STF, qui stabilise la conformation hexagonale, est alors cassée ce qui permet le déblocage des STF. Le plateau passe alors d'une conformation hexagonale à une conformation en étoile. L'attachement des 6 STF est irréversible. Cela dure environ 10 secondes.

Pénétration[modifier | modifier le code]

Le changement de conformation du plateau est aussi à l'origine de la compression de la gaine contractile de la queue du phage. L’axe central rigide de la queue traverse alors à travers la paroi cellulaire d’E. coli.
Le bout de l'axe central rigide interagit avec des molécules comme le phosphotidylglycérol, cardiolipine ou d'autres lipides exposés à la surface de la membrane interne. Le déclenchement de l'éjection du chromosome de la tête du phage se fait dans le protoplasme.
Si le chromosome est entièrement éjecté dans le protoplasme, cela est un succès.

Transcription et traduction des gènes précoces[modifier | modifier le code]

Après injection de l’ADN, il y a une compétition entre les gènes de la cellule hôte et ceux du phage mais ces derniers sont privilégiés par la machinerie grâce à de meilleurs promoteurs.
Ces gènes codent pour :

  • Une endonucléase attaquant l’ADN de la cellule hôte entraînant l’arrêt de la transcription de ses gènes
  • Une enzyme synthétisant une base spécifique de T4 : l’hydroxyméthyl cytosine
  • Les enzymes nécessaires à la réplication.

Réplication[modifier | modifier le code]

Les protéines gp32 et gp59 se lient au brin 5’-3’. Ils recrutent les hélicases, déroulent l’ADN et permettent le chargement des gp61 ou primases qui permettent la synthèse des amorces ARN. Les gp45 encerclent l’ADN et recrutent l’ADN polymérase. Ensuite celle-ci forme un complexe avec les gp30 ou ligases, qui va coopérer et relier les fragments d’Okasaki.

Transcription et traduction des gènes tardifs[modifier | modifier le code]

Ils codent des protéines de structure nécessaires à l’assemblage ainsi qu’un lysozyme pour la lyse de la bactérie.

Assemblage de la particule virale[modifier | modifier le code]

Le phage T4 est composé de plus de 50 produits de gènes différents. Sa morphogénèse est basée sur un mécanisme de changement de conformation successif des protéines interagissant entre elles.

L’assemblage de la capside[modifier | modifier le code]

Son assemblage commence par la formation du cœur de la capside qui est amorcée par un connecteur formé par la protéine gp20 avec une protéine de la procapside (gp22). Ce connecteur est important, il permet également l’insertion de l’ADN viral en servant de canal. La surface de la procapside se fait grâce à l’assemblage du cœur de la procapside avec la protéine gp23. Lorsque la procapside est formée, les protéines permettant son assemblage seront dégradées et retirées. Après l’entrée de l’ADN viral dans la procapside, d’autres protéines structurales vont s’assembler au connecteur. La queue pourra ensuite s’assembler à ce connecteur complexe.

L’assemblage de la queue[modifier | modifier le code]

L’assemblage de la queue commence d’abord par l’assemblage du plateau et ensuite la polymérisation de l’axe central rigide et de la gaine contractile. Le plateau comprend une structure centrale autour duquel sont assemblés six parties identiques. La gaine contractile s’assemble donc autour de l’axe central. L’assemblage de la queue se termine par la fixation d’un hexamère de gp15 sur la gaine contractile.

L’assemblage des fibres caudales longues[modifier | modifier le code]

Cet assemblage se fait par l’assemblage des parties proximales et l’assemblage des parties distales qui sont plus complexes. Le rattachement des deux parties se fait grâce aux protéines gp35 et gp36.

Assemblage des composants[modifier | modifier le code]

La capside et la queue vont d’abord s’attacher puis les fibres caudales longues vont se fixer sur le plateau au niveau de la gp9.

Lyse de la cellule hôte[modifier | modifier le code]

La lyse de la bactérie permet de libérer les nouvelles particules virales. Les protéines gpe et gpt codent pour la lyse de la bactérie, gpe est un lysosyme et gpt lui permet d’atteindre la couche de peptidoglycane. Le phage T4 peut aussi inhiber la lyse de la bactérie pour assembler plus de particules virales grâce aux protéines gp rI, gp rIIA, gp rIII et gp rIV.

Annexe[modifier | modifier le code]

Note et référence[modifier | modifier le code]

  1. [PDF] Virus Taxonomy – 1999 The Universal System of Virus Taxonomy, updated to include the new proposals ratified by the International Committee on Taxonomy of Viruses during 1998, C.R. Pringle

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • Eric S. Miller, Elizabeth Kutter, Gisela Mosig, Fumio Arisaka, Takashi Kunisawa, and Wolfgang Rüger, 2003, Bacteriophage T4 Genome, MICROBIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY REVIEWS, mars 2003, p. 86–156 Vol. 67, No. 1.
  • Michael G Rossmann, Vadim V Mesyanzhinov, Fumio Arisaka and Petr G Leiman, 2004, The bacteriophage T4 DNA injection machine, Current Opinion in Structural Biology 2004, 14:171–180
  • Karen Adelman, Edward N. Brody and Malcolm Buckle, 1998, Stimulation of bacteriophage T4 middle transcription by the T4 proteins MotA and AsiA occurs at two distinct steps in the transcription cycle, Biochemistry Vol. 95, p. 15247–15252, December 1998.
  • Ry Young, 1992, Bacteriophage Lysis: Mechanism and Regulation.Microbiological reviews, septembre 1992, p. 430-481 Vol. 56, No. 3

Liens externes[modifier | modifier le code]