P.génétique procaryotes

Université des Sciences & de la Technologie d’Oran Mohamed BOUDIAF.
Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie. Département de
Génétique Moléculaire Appliquée
2016-2017
Génétique des procaryotes
Licence Génétique. Niveau 3. Département G.M.A
Pr Nadjia. SAIDI-OUAHRANI

USTO. FSNV. DGMA. S1. 2017 L3.Cours Génétique des procaryotes. Pr SAIDI-OUAHRANI. N
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Introduction
Les protistes (terme créé par HAECKEL, 1866) sont les êtres unicellulaires et les êtres
pluricellulaires sans tissus différenciés. Les protistes sont classés en deux catégories :
• Les protistes supérieurs ou eucaryotes qui possèdent un noyau entouré d’une membrane,
des chromosomes, un appareil de mitose et une structure cellulaire complexe (mitochondries).
• Les protistes inférieurs ou procaryotes ont généralement un chromosome unique sans
membrane nucléaire, sans appareil de mitose, et une structure cellulaire élémentaire (pas de
mitochondries). Les bactéries font partie des protistes procaryotes.
Le terme de microbes (crée en 1878, SEDILLOT) distingue les bactéries proprement dites et
les virus. Le terme virus, qui au début désignait tout agent infectieux, est maintenant réservé à
la catégorie bien particulière de microbes qui ne possèdent qu'un seul type d'acide nucléique
et qui sont incapables d'assurer à eux-seuls la synthèse de leurs propres constituants. Les virus
qui infectent les bactéries sont appelés bactériophage ou phages.
La génétique des procaryotes traite de (1) la nature du matériel génétique (ADN) des
procaryotes (bactéries) et des bactériophages, (2) les mécanismes qui permettent la stabilité de
l’ADN (composition, structure et réplication), détaillés dans le premier chapitre ; sa
conservation (réparation) ;(3) et sa diversité (mutation….) sont traités dans le deuxième
chapitre ; (4) les échanges d’information génétique (recombinaison, éléments transposable)
sont traités dans le troisième et quatrième chapitre); (5) la régulation de son expression
(opéron) et son évolution rédigés dans le dernier chapitre.
J’espère que nos étudiants trouveront dans mes cours toutes les informations nécessaires
permettant de compléter leur formation en L3 spécialité génétique.

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Chapitre I
Le matériel génétique bactérien Structure, organisation et réplication:
Introduction
Les procaryotes (bactéries) possèdent généralement un matériel nucléaire, sous forme d’ADN
appelé le chromonème (chromosome) et des éléments génétiques extra-chromosomiques,
appelés plasmides.
Les bactéries peuvent être infectées par des bactériophages, des particules virales constituées
d’ADN ou d’ARN, protégés par une enveloppe, appelée la capside.
Le chromonème, le plasmide et le bactériophage, peuvent échanger des fragments d’ADN par
des mécanismes de transfert attribuant aux bactéries de nouveaux phénotypes contribuant à
leur diversité.
Les plasmides et les phages sont utilisés par les chercheurs en géni-génétique et servent de
vecteurs de transfert de matériel génétique.
1- Le chromosome bactérien
- Le chromosome bactérien est localisé dans le cytoplasme, il n’est pas entouré d’une
membrane nucléaire, comparé à celui des eucaryotes.
- Le chromosome bactérien est constitué d’une molécule d’ADN circulaire (fermée),
pelotonnée, surenroulée. Une douzaine de protéines dites nucléoïdes interviennent
dans cette compaction (H-NS, HU, IHF, Dps, StpA et Lrp..). une fois déplié, le
chromosome bactérien d’E.coli a près de 1 mm de long (1000 fois la longueur de la
bactérie) et 3 à 5 nanomètres de large. La majorité des procaryotes sont monploïde
(haploide).
- L'analyse chimique du chromosome bactérien montre qu'il est composé à 80 % d'ADN
(le chromosome), à 10 % d'acide ribonucléique ou ARN (amorce. ARNm.) et à 10 %
de protéines (protéines de compaction, les ADN polymérases, les topoisomérases et
ARN polymérases)
- Les constituants de l’appareil nucléaire sont la cible d’action de plusieurs
antibiotiques : les quinolones inhibent les topoisomérases et les rifamycines inhibent
les ARN polymérases, tandis que les nitromidazoles entraînent la fragmentation de
l’ADN chez les anaérobies stricts.

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Figure 1 : chromosome bactérien (E.J 1998). (A) vu au microscope électronique. (B) Le schéma
montrant la forme de l’ADN en réplication (le trait rouge brins synthétisés).
2. Structure de l’ADN Bactérien
2.1 Structure primaire
- La molécule d’ADN procaryotes est sous formes de 2 chaînes de polynucléotides
(figure 2).
- Elle résulte de la condensation de nucléotide par des liaisons phosphodiésters entre le
carbone 3’ d’un premier nucléotide et le résidu phosphorylé porté par le carbone5’ du
nucléotide suivant (figure 2). Par convention les chaines sont orientées dans le sens 5’
3’.
Figure 2 : composants de l’ADN. a) une liaison phosphodiester entre deux nucléotides
d’une même chaine. b) une chaine de polynucléotides. (Kug et al 2006)
Nouveau brin
brin
Fourche
Fourche
ADN parental

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Chaque chaine d’ADN est composée chimiquement d’une succession de nucléotides (figure 2b).
Chaque nucléotide est composé d’un désoxyribose (figure 2a), reliée du côté externe par des
molécules de monophosphate et de l’intérieure par des bases azotées.
Les règles de complémentarité universelles entre les bases azotée : adénine, thymine, cytosine
et gaunine sont: en face d’un nucléotide monophosphate à adénine (AMP) deux liaisons
hydrogène se forment avec un nucléotide monophosphate à thymine (TMP) ; en face le
nucléotide monophosphate à cytosine (CMP) 3 liaisons hydrogène se forment avec un
nucléotide monophosphate à guanine (GMP) (fig3).
Figure 3: appariement des bases A=T et G≡C. les pointillés représentent les liaisons
hydrogènes entre les bases (Klug et al 2006)
2.2 Structure secondaire.
Les 2 chaînes d’ADN sont hybridées deux à deux (modèle de Watson et Crick 1953). Leurs
caractéristiques sont :