La génétique bactérienne

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La génétique bactérienne
cours 5
Génétique bactérienne
• Étude de l'hérédité et de la variabilité des bactéries
• Support matériel de l'hérédité est le génome
bactérien, la somme des gènes d'un microorganisme
• Le gène est l'unité fonctionnelle de base de
l'information génétique
Génétique bactérienne
• Le génome bactérien est représenté par:
 L'ADN chromosomique (y compris les gènes essentiels pour la survie )
 L'ADN plasmique (contenant les gènes qui codent les caractères de la
souche qui donnent des avantages sélectifs)
• génotype : toutes les informations codées dans le génome
bactérien
• phénotype : somme des caractères observés après l’interaction
du génotype avec l'environnement
Le phénomène de la variabilité génotypique
•
Changement soudain, soumis aux descendants d'un ou plusieurs
caractères, produit par deux mécanismes
• mutation
• transfert de l'ADN provenant d'un donneur à un accepteur
La variabilité phénotypique
•
•
•
Est induite par l'interaction du génome avec les facteurs de
l'environnement
Est réversible et ne se transmet pas hérédité
Est basé sur le contrôle de la transcription du gène et de la
traduction d'ARNm dans la synthèse protéique par l’induction
ou répression de ces gènes.
Mutation
• Elle représente un changement dans la séquence de nucléotides
dans un gène, causé par une erreur dans la réplication
• C’est un événement rare, spontané et imprévisible
• Les mutations accumulées par milliards d'années sont sous
l'effet de la sélection naturelle, ce qui explique l'évolution des
espèces
• De nouveaux gènes résultant d'une mutation sont appelées
«allèles» et occupent le même locus génétique que le gène
d'origine
Mutation
Les mécanismes moléculaires de la mutation :
• substitution d'une paire de bases par une autre paire, le
remplacement d'un codon par un autre codon
• insertion ou la délétion d'une ou plusieurs bases, avec
le décalage du cadre de lecture
• Le taux de mutation = probabilité d'occurrence d’une
mutation spontanée dans une population bactérienne
– le taux de mutation est très rare (10-7/10- 9) mais peut
augmenter dans la présence des mutagènes (chimiques ou
physiques).
• La fréquence des mutations = proportion d'un mutant
donné dans une population bactérienne
– la fréquence des mutants peuvent augmenter suivant la
sélection
 relative (mutant a une durée plus courte de génération
 absolute (la présence d'un facteur d'environnement favorable
pour le mutant, mais défavorable pour le reste de la population).
Les mutations bactériennes observées au laboratoire :
 Des mutations de la morphologie des colonies bactériennes
(variation S - R)
 Des mutations nutritionnels
 Des mutations entraînant une perte de facteurs de pathogénicité
(les mutants S. pneumoniae avirulentes qui ont perdu leur
capsule)
 Des mutations qui conduisent au phénomène de résistance aux
antibiotiques
Transfert de matériel génétique
• Est un transfert d’ADN en sens unique, à partir d'une bactérie
«donatrice» à une autre «réceptrice»
•
•
L’exogenote = matériel génétique transféré
L’endogenote = matériel génétique propre
Mécanismes de transfert génétique
I.
•
•
•
La transformation
bactérie «receptrice» est en mesure d'accepter l'ADN exogène
de l'environnement, de bactéries mortes (état de compétence)
l’exogenote doit fournir une structure bicatenaire et ne
représentent pas plus de 1% de la taille du génome des
bactéries
phénomène a été découvert grâce à des expériences sur des
souris avec Streptococcus pneumoniae, en 1928, et a été
expliqué deux décennies plus tard.
II . La Transduction
•
•
transfert de l'ADN bactérien par des phages transducteurs
Il existe deux types de transduction :
• généralisée (transfert aléatoire d'un fragment du génome bactérien)
• spécialisée (le transfert de gènes bactériens situés près du site
d'intégration du phages transducteur).
Conversion lysogénique
• plus de données génétiques présentant des similitudes avec la
transduction spécialisée
(souches toxigene de Corynebacterium diphtheriae,
Streptococcus pyogenes, etc.)
III. La conjugaison
•
•
transfert génétique de contact physique entre deux bactéries
avec la polarité sexuelle différente
bactéries donatrices (mâle) a un plasmide conjugatif
(facteur F +) gène codant pour la synthèse de pili sexuels,
qui se fixe à des récepteurs spécifiques sur la surface d'un
récepteur de la cellule (F-, le «féminin»)
Pili sexuels
Pili sexuels(E. coli)
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