La trasduzione

Esistono due tipi di trasduzione:

1. la trasduzione generalizzata dove un frammento casuale di DNA batterico viene impacchettato nella testa del fago al posto del cromosoma fagico, quindi vi è solo ed esclusivamente DNA batterico.
2. La trasduzione specializzata dove si è verificato un evento di ricombinazione tra il cromosoma ospite e il cromosoma fagico, producendo quindi un cromosoma fagico che contiene un pezzo di DNA batterico e uno fagico.

Nella trasduzione generalizzata quindi i fagi possono trasportare qualsiasi gene batterico da una cellula ad un'altra. Questa modalità fu scoperta nel 1951 da Joshua Lederberg e Norton Zinder mentre studiavano particolari ceppi auxotrofi (che richiedevano un supplemento di specifici amminoacidi per riuscire a crescere) di Salmonella typhymurium. Un ceppo richiedeva la fenilanina (phe-), il triptofano (trp-) e la tirosina (tyr-); altri richiedevano la metionina (met-) e l'istidina (his-). I due scienziati crebbero i due ceppi insieme in un mezzo contenete Dnasi , ma separati in due bracci, di un tubo a forma di U, e videro che si formarono i ricombinanti prototrofi. In questo caso l'insensibilità alla Dnasi permise di escludere il meccanismo di trasformazione mentre il mancato contatto cellulare, ad opera del tubo a forma di U, escluse quello di coniugazione. Successivamente esperimenti dimostrarono che uno dei ceppi era infettato da un virus, il fago P22, e che questo virus trasportava geni da una cellula (donatrice) ad un'altra (ricevente). Successivamente il meccanismo della trasduzione generalizzata fu chiarito da Ikeda e Tomizawa con il fago P1 in E.coli nel 1965. 

La trasduzione specializzata è, invece, caratteristica di virus che trasferiscono solo certi tipi di geni tra i batteri. Il batteriofago lambda (λ) è il fago trasducente specializzato conosciuto in modo più approfondito. Esso trasporta i geni gal (richiesto per l'utilizzo del galattosio come fonte di energia) e bio (essenziale per la sintesi della biotina) da una cellula di E.coli ad un'altra. Il sito specifico dell'integrazione del cromosoma circolare di λ si trova tra i geni gal e bio del cromosoma batterico, motivo per cui il fago λ trasduce questi geni in modo così specifico. Il cromosoma di λ integrato va incontro a rare escissioni spontantee in seguito alle quali entra nella via litica. L'escissione del profago può essere anche indotta irradiando le cellule lisogeniche con raggi ultravioletti. La normale escissione è essenzialmente l'opposto del processo di integrazione sito-specifica e porta ad un fago ed un cromosoma circolari intatti. Occasionalmente, l'escissione, è anomala, con un crossing-over che si verifica ad un sito differente da quello originario di attacco. Quando questo avviene, una porzione del cromosoma batterico viene escissa insieme al DNA fagico ed una porzione del cromosoma fagico viene lasciata nel cromosoma ospite. L'escissione anomala del profago, quindi, produce fagi trasducenti specializzati che portano i geni gal e bio dell'ospite.