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Explaining the mechanism of conjugation


Observing conjugation
François Jacob Scientist
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While studying lysogeny, while studying... what we wanted to know, was the nature of what we call prophage, that is... we considered that the lysogenic bacteria kept, in their chromosomes, the phage's genetic information in the form of what is called prophage. And the question was: how is this prophage settled in the chromosome? And it appeared that it was inserted in a linear way. Why am I talking about this now?

[Q] Precisely because conjugation played a key role in positioning it on the chromosome.

Yes, that's right. On conjugation, we tried to... so we wanted to see if the prophage acted like a piece of bacterial chromosome, or like a group of bacterial genes. So we crossed... When we crossed the two lysogenics together, which differed through markers on prophages, everything went well. After combination, the male chromosome ended up in the female, it went very well. But when we crossed a lysogenic male with a non lysogenic female, it wasn't working at all. And we noticed that when the prophage entered a non lysogenic cytoplasm, it started up and began developing. And that was the first argument to say that in the cytoplasm of lysogenic bacteria existed something that was probably negative and that refrained the development of the prophage, and that we called repressor. We were working on two things at a time. We were working on lysogeny and prophage on the one hand, and on the other, on Monod's lactose system. And eventually, little by little, it appeared that the two systems looked strangely alike, and that in both cases, independently there were structural genes that determined the formation of specific protein molecules, Cellactose molecules or phage proteins... that it was the same mechanism in both. In the cytoplasm there was a substance that blocked gene expression, of either phage, or lactose.

En étudiant la lysogénie, en étudiant la... Ce qu'on voulait savoir, c'était la nature de ce qu'on appelle prophage, c'est-à-dire... On considérait que les bactéries lysogènes gardaient dans leurs chromosomes l'information génétique du phage sous une forme qu'on appelle prophage. Et la question était: ce prophage, comment est-il inséré... installé dans le chromosome? Et il est apparu qu'il était inséré de façon linéaire. Pourquoi est-ce que je mets ça maintenant?

[Q] Parce que justement la conjugaison a joué un rôle essentiel pour le positionner sur le chromosome.

Oui, c'est ça. La conjugaison, on a essayé de... Donc on voulait voir si le prophage se comportait comme un morceau de chromosome bactérien, ou comme un groupe de gènes bactériens. Donc on a croisé... Quand on croisait deux lysogènes ensemble, qui différaient par des marqueurs sur les prophages, tout se passait très bien. Le chromosome du mâle se retrouvait dans la femelle après combinaison, ça allait très bien. Mais quand on croisait un mâle lysogène avec une femelle non lysogène, ça n'allait plus du tout. Et on s'est aperçu que le prophage, quand il entrait dans un cytoplasme non lysogène, se mettait à démarrer et à se développer. Et ça, ça a été l'argument princeps pour dire qu'il existait, dans le cytoplasme des bactéries lysogènes, quelque chose qui était probablement négatif et qui empêchait le développement du prophage, et qu'on a appelé le répresseur. Et ça on jouait sur deux choses en même temps. On jouait sur la lysogénie et le prophage, et d'autre part, le système lactose de Monod. Et finalement, il est apparu peu à peu que les deux systèmes se ressemblaient étrangement, que dans les deux cas, il y avait indépendamment des gènes de structure qui déterminaient la formation de molécules de protéines précises, molécules du Cellactose ou protéines du phage... quec'était les mêmes mécanismes dans les deux cas. Il y avait dans le cytoplasme une substance qui bloquait l'expression des gènes, soit du phage, soit du lactose.

François Jacob (1920-2013) was a French biochemist whose work has led to advances in the understanding of the ways in which genes are controlled. In 1965 he was awarded the Nobel Prize in Physiology or Medicine, together with Jacque Monod and André Lwoff, for his contribution to the field of biochemistry. His later work included studies on gene control and on embryogenesis. Besides the Nobel Prize, he also received the Lewis Thomas Prize for Writing about Science for 1996 and was elected a member of the French Academy in 1996.

Listeners: Michel Morange

Michel Morange est généticien et professeur à L'Université Paris VI ainsi qu'à l'Ecole Normale Supérieure où il dirige le Centre Cavaillès d'Histoire et de Philosophie des Sciences. Après l'obtention d'une license en Biochimie ainsi que de deux Doctorats, l'un en Biochimie, l'autre en Histoire et Philosophie des Sciences, il rejoint le laboratoire de Génétique Moléculaire dirigé par le Professeur François Jacob à l'Institut Pasteur. Ses principaux travaux de recherche se sont portés sur l'Histoire de la Biologie au XXème siècle, la naissance et le développement de la Biologie Moléculaire, ses transformations récentes et ses interactions avec les autres disciplines biologiques. Auteur de "La Part des Gènes" ainsi que de "Histoire de la Biologie Moléculaire", il est spécialiste de la structure, de la fonction et de l'ingénerie des protéines.

Michel Morange is a professor of Biology and Director of the Centre Cavaillès of History and Philosophy of Science at the Ecole Normale Supérieure. After having obtained a Bachelor in biochemistry and two PhDs, one in Biochemistry, the other in History and Philosophy of Science, he went on to join the research unit of Molecular Genetics headed by François Jacob, in the Department of Molecular Biology at the Pasteur Institute, Paris. Together with Olivier Bensaude, he discovered that Heat Shock Proteins are specifically expressed on the onset of the mouse zygotic genome activation. Since then he has been working on the properties of Heat Shock Proteins, their role in aggregation and on the regulation of expression of these proteins during mouse embryogenesis. He is the author of 'A History of Molecular Biology' and 'The Misunderstood Gene'.

Tags: Jacques Monod

Duration: 3 minutes, 3 seconds

Date story recorded: October 2004

Date story went live: 24 January 2008