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MOTS CLEFS: Transferts horizontaux, Transferts verticaux, Transgénèse, Universalité de l'ADN, Transformation, Gène d'intérêt, Conjugaison, Plasmide, Transduction.
MOTS CLEFS: Transferts horizontaux, Transferts verticaux, Transgénèse, Universalité de l'ADN, Transformation, Gène d'intérêt, Conjugaison, Plasmide, Transduction.
Th1A p2: Complexification du génome
La méiose et la fécondation permet le brassage des gènes au sein d’une espèce créant de la diversité entre les individus.
De même de nouvelles mutations transmissibles peuvent apparaître créant de nouvelles populations, voire de nouvelles espèces, à condition que ces dernières confèrent un avantage et non l’inverse.
Mais l’énorme diversité des êtres vivants ne peut s’expliquer uniquement par ces modifications.
Comment expliquer la diversification des procaryotes autrement que par des mutations ?
1) Les transferts horizontaux
VIDEO : Transgénèse
L'Universalité structurale et fonctionnelle de l’ADN
La molécule d’ADN est le support de l’information génétique des cellules.
Elle présente une organisation et un fonctionnement universels au sein du monde vivant; même structure et même codage de l’information chez tous les êtres vivants.
Au sein d'une espèce, ces informations vont changer d’un individu à un autre grâce à des versions différentes de gènes; les allèles. De même, les gènes changent d'une espèce à une autre.
C’est grâce à cette universalité de l’ADN que nous pouvons réaliser des transgenèses en biotechnologie.
La découverte de la transformation bactérienne
Activité 9: Expériences de Griffith
Frederick Griffith, lors d‘expériences réalisées en 1928 sur des bactéries (Streptococcus pneumoniae), montra qu’il existe un principe transformant; une population de bactéries non virulentes (souche R) peut devenir virulente (souche S).
En 1944 par Oswald Avery et 2 de ses collaborateurs, Colin McLeod et Maclyn McCarthy qui ont repris les expériences de Griffith et ont montré parmi différentes molécules, que seul l’ADN était responsable de cette propriété transformante.
Ils prouvèrent ainsi que les bactéries sont capables de s’échanger de l’ADN avec leur milieu.
DEF : PRINCIPE TRANSFORMANT ou TRANSFORMATION : intégration d’ADN libéré dans l’environnement
Ce mécanisme découvert par Griffith en 1928 est donc le transfert passif d’ADN d’une bactérie donatrice à une bactérie réceptrice.
Le transfert est partiel car l’ADN assimilé est incomplet. Il se fixe sur la paroi de la bactérie qui assimile cet ADN, au niveau de sites récepteurs et dans des conditions strictes de l’environnement.
La transformation est un des mécanismes de TRANSFERTS HORIZONTAUX qui sont fréquents et multiples, notamment entre procaryotes (organismes unicellulaires sans noyau). Les nouveaux gènes leur confèrent de nouveaux phénotypes. Cela diversifie génétiquement les populations et favorise leur adaptation à l’environnement.
DEF : TRANSFERT VERTICAUX : Dans le cadre d’une reproduction sexuée, nous héritons de gènes de nos parents. Ce transfert de gène est qualifié de transfert vertical car il fait descendre les gènes de génération en génération.
DEF : TRANSFERT HORIZONTAL : Le transfert horizontal de gènes est un processus permet à un organisme d’intégrer du matériel génétique provenant d’un autre organisme sans en être apparenté.
Activité 10: Biotechnologie
VIDEO « E. coli, une bactérie pleine de secrets »
Notre connaissance des transferts de gènes nous permet aussi de mieux maîtriser la production de molécules d’intérêt comme les médicaments.
Un GÈNE D’INTÉRÊT code pour un caractère jugé intéressant (ici codant pour la protéine insuline). Transféré dans des cultures bactériennes, on isole les bactéries ayant assimilé ce gène d’intérêt, puis elles sont mises en culture. Ces bactéries produisent alors des molécules ayant un intérêt pharmaceutique pour l’être humain.
Chez des bactéries d’espèces différentes, on peut distinguer encore 2 autres mécanismes principaux de transferts horizontaux en plus de la transformation (voir A9).
TP4: Antibiogramme
DEF : CONJUGAISON = transfert d’ADN d’une bactérie à une autre par l’intermédiaire d’un pont de conjugaison.
La conjugaison est un mode d’échange de matériels génétiques mobiles qu’on appelle plasmides. Un pont cytoplasmique se crée entre les 2 bactéries tandis qu’un plasmide a été répliqué. La copie du plasmide passe par le pont cytoplasmique d’une bactérie à l’autre. Il s’agit du principal facteur d’évolution des bactéries, en particulier pour l’acquisition de la résistance aux antibiotiques.
DEF : PLASMIDE = petit fragment d’ADN circulaire présent dans la cellule bactérienne et indépendants du génome bactérie
Vidéo : « Antibiorésistance »
Des bactéries pathogènes de plus en plus nombreuses acquièrent des propriétés de résistance aux antibiotiques. Certaines bactéries ont acquis une résistance à de multiples antibiotiques, notamment en milieu hospitalier. Cette résistance est acquise principalement par le biais de plasmides et donc surtout de phénomène de conjugaison.
COMPLEMENTS :
+ article France Info: Antibiotiques: l'OMS alerte sur la résistance accrue des bactéries et appelle à concevoir de nouveaux traitements
+ site INSERM
DEF : TRANSDUCTION = transfert d’ADN par l’intermédiaire d’un virus (bactériophage) emportant des fragments du génome d’une bactérie donneuse vers une bactérie receveuse .
La transduction est un transfert d’ADN bactérien partiel, en utilisant comme vecteur, un virus bactérien qu’on appelle bactériophage qui n’est plus virulent.
Première étape: Le virus bactériophage se fixe à une bactérie donneuse et amorce son cycle de reproduction en insérant sont ADN dans l’ADN bactérien.
Deuxième étape: Un virus bactériophage incorpore par erreur de l’ADN bactérien. Il peut perdre sa virulence.
Troisième étape: Le bactériophage injecte l’ADN qu’il contient dans une bactérie receveuse, donc un ADN bactérien et non viral.
Activité 11: Placenta + Extrait France Inter « sur le épaules de Darwin »
Chez les Eucaryotes, le transfert horizontal ou hybridation du patrimoine génétique entre deux espèces est plus limité.
Chez l’Homme, l’étude de nos gènes montrent que, sur 197 gènes identifiés comme pouvant provenir de transferts horizontaux, leur origine n’est pas liée qu’aux virus.
On connait l'exemple de la syncytine, protéine d’origine virale à l'origine de la création du placenta chez les mammifères.
MAIS, RIEN N'EST SIMPLE...
PLS-Virus&Myéline.pdfPage updated
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