Bakteriální genomy se vyznačují velkou genetickou variabilitou, která souvisí se schopností bakterií adaptovat se na měnící se podmínky prostředí. Vysoká adaptabilita a rychlá evoluce bakteriálních genomů je spojena s přežíváním bakterií pod neustálým selekčním tlakem, např. antimikrobiálních látek. Variabilita genomů je výsledkem spolupůsobení mutací genů a ziskem nebo ztrátou DNA. Akumulace mutací je pomalý proces, sám o sobě nedostačující k rychlé adaptaci bakteriálních populací. Hlavní evoluční sílu tak představuje horizontální přenos genů (HGT), zprostředkovaný několika mechanizmy: (a) transformací – přenos samotné DNA; (b) konjugací – přenos DNA zprostředkovaný přímým kontaktem buněk prostřednictvím pilusu; (c) transdukcí (Obr. 5) – přenos genetického materiálu v populaci bakteriálních buněk prostřednictvím virových částic (bakteriofágů).

Obrázek 5. Transdukce

Transdukce zahrnuje několik kroků: (a) fág infikuje hostitelskou buňku, (b) fág se replikuje v hostiteli, (c) sestavování fágových virionů, některé viriony chybně sbalují i hostitelskou DNA – vznik transdukujících částic, (d) uvolnění fágového potomstva do prostředí.

Proces transdukce u rodu Staphylococcus je nejčastěji zprostředkován mírnými (temperovanými) fágy z řádu Caudovirales, čeledi Siphoviridae. V průběhu transdukce je genetický materiál začleněn do virionu bakteriofága a je přenesen do jiného mikroorganizmu. Transdukující fágová částice je stabilní, chráněna proteinovým obalem, proto se sbalená DNA šíří snadněji než volná DNA. Genetický materiál je chráněn před degradací hostitelskými restrikčními endonukleázami.

Klíčovým krokem transdukce je sbalení DNA do virionu během lytického cyklu fága. Tento proces je vysoce specifický pro fágovou DNA. Při chybném sbalení může s frekvencí 10^-4-10^-8 dojít k začlenění bakteriální DNA (plazmidy, části chromozomu) do hlavy fága a přenesení segmentu DNA do nového hostitele. Transdukce může být obecná nebo specifická, podle specifity sbalování bakteriální DNA.

Životní cyklus mírných fágů se skládá z lyzogenního a lytického cyklu. Během lytického cyklu dochází ke vzniku transdukujících částic (Obr. 5). Přechod bakteriofágů z lyzogenního do lytického cyklu může být v laboratorních podmínkách indukován různými chemickými nebo fyzikálními činidly (např. UV záření, mitomycin C, ciprofloxacin aj.) (Obr. 6).

Obrázek 6. Vznik transdukujících fágových částic.

Po indukci profága prostřednictvím UV záření dojde k uvolnění fágového potomstva. S různou frekvencí dochází ke vzniku transdukujících částic přenášejících části bakteriálního chromozomu.