Caractères de la mutation
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GENETIQUE BACTERIENNE DR ASMA FERJANI CHU FARHAT HACHED SOUSSE INTRODUCTION Les bactéries sont des organismes haploïdes génétiquement évolutifs. Grande variation des caractères phénotypiques. 2 modifications génétiques intéressantes en bactériologie médicale: 1- Résistance aux antibiotiques ou aux antiseptiques 2- Acquisition d’un facteur de virulence s’exprimant par une pathogénicité. Les mécanismes des variations génétiques bactériennes : – Mutation au niveau du chromosome de la bactérie – Acquisition d’un matériel génétique exogène par différents phénomènes I- ORGANISATION ET REPLICATION DE L’INFORMAMTION GENETIQUE I- organisation et réplication de l’information génétique Le chromosome – ADN double brin, circulaire et superenroulé. – Longueur très variable selon les bactéries (6 x 105 à 109 pb 500 à 1000 gènes) Les plasmides – molécules d’ADN circulaires, superenroulées – beaucoup plus petits que le chromosome. Réplication La réplication débute à un site spécifique du chromosome : origine de réplication Réplication La réplication progresse de manière bidirectionnelle à partir de cette origine fourche de réplication. Réplication chaque brin sert de matrice pour la synthèse du brin complémentaire. Réplication La réplication du chromosome bactérien: Permet à chaque bactérie fille de recevoir une copie identique du chromosome. est «semi conservatrice » : un brin d’ADN de la bactérie parentale et un brin d’ADN néosynthétisé. Réplication La réplication des plasmides: Indépendante du chromosome. Un plasmide – Peut se transmettre aux cellules filles lors de la division bactérienne – peut ne pas être transmis à la bactérie fille. – peut se transmettre d’une bactérie à une autre II- LES MUTATIONS CHROMOSOMIQUES Définition des mutations Au niveau cellulaire (phénotype) : -L’apparition d’un individu qui diffère de la population d’origine -Les bactéries issues de cette cellule porteront toutes le nouveau caractère. Définition des mutations D’un point de vue moléculaire (génotype): – modification de la séquence nucléotidique d’un gène bactérien – modification du produit du gène correspondant. Définition des mutations Toutes les mutations ne phénotype : mutation neutre changent pas le Certaines diminuent l’adaptation de l’individu à l’environnement et sont éliminés D’autres l’accroissent et les mutants finissent par remplacer la souche sauvage. C’est la sélection naturelle. Exemple de Sélection naturelle : la résistance aux antibiotiques T0 Avant antibiotique T1 Avant antibiotique T2 Après antibiotique ►► ►► ►► ► ►►►►► ►►►► ►►► ►► ►►►►►► ►►►► ►►►► ►► ► bactérie résistante à l’antibiotique, ► bactérie sensible Exemple de Sélection naturelle : la résistance aux antibiotiques INH: isoniazide, Rif: rifampicine Caractères de la mutation La mutation est un phénomène : Rare Spécifique indépendant Discontinu ou brusque Stable Spontané Induit Caractères de la mutation Rare le taux de mutation est variable selon le caractère considéré et la bactérie (10-5 à 10-12). Plus la population est importante plus la probabilité d’observer une mutation donnée est grande. Caractères de la mutation Spécifique elle n'intéresse qu'un seul caractère ex: antibiotique d'antibiotiques. ou une famille Caractères de la mutation Indépendant : la probabilité pour une bactérie de subir simultanément 2 mutations distinctes est le produit des probabilités individuelles de ces mutations. Sélection naturelle de la résistance aux antibiotiques Taux de mutation: INH: 10 -7 RIF: 10-8 INH+RIF: 10-15 Caractères de la mutation Discontinu ou brusque : elle apparaît selon la loi du tout ou rien. Caractères de la mutation Stable : Le caractère acquis est alors transmissible à la descendance, donc héréditaire. Caractères de la mutation Spontané : la mutation précède la sélection. Caractères de la mutation Induit : Le taux de mutation peut être augmenté par l’action de produits mutagènes : génotoxiques. – certains agents physiques (rayons UV, X) – substances chimiques comme des analogues de la guanine. III- LE TRANSFERT DE MATERIEL GENETIQUE TRANSFERT DE MATERIEL GENETIQUE Les mutations Les autres mécanismes de modification du patrimoine génétique Rares Transmission à la descendance Modification durable Fréquents Transmission à la descendance et à d’autres bactéries mode épidémique Transitoire TRANSFERT DE MATERIEL GENETIQUE Le transfert du matériel génétique se fait par différents mécanismes : 1-La transformation C’est le transfert d’un fragment d’ADN d’une bactérie donatrice, libéré lors d’une lyse bactérienne, à une bactérie réceptrice 1-La transformation bactérie réceptrice doit être dans un état réceptif dit de compétence (présence de récepteurs spécifiques de l’ADN à la surface bactérienne). 1-La transformation Intégration de l’ADN dans le chromosome de la réceptrice par recombinaison homologue mécanisme d’excision puis intégration par substitution de la zone homologue. 1-La transformation L’échange se fait entre: – bactéries de même espèce – espèces apparentées (homologies de séquence nécessaires). Expérience de Griffith 1-La transformation 1-La transformation Ex: pneumocoque 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction Les Bactériophages ou phages : Virus spécifiques des bactéries 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction Les Bactériophages 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction Les Bactériophages Peuvent se multiplier dans la cellule: phage virulent puis sortir en provoquant sa lyse :Cycle lytique 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction Les Bactériophages Certains s’intègrent dans le génome sous une forme stable: prophage Ils se répliquent avec chromosome : Lysogénie. le Un prophage peut exprimer une partie de ces gènes et ainsi modifier le phénotype de la cellule. 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction Les Bactériophages Un prophage peut se transformer en un phage virulent: lyse de la cellule 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction Les Bactériophages 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction La transduction : Le prophage Stimulus (ex : augmentation de la température) Phage virulent Réplication lyse de la bactérie qui l’hébergeait +/- introduction de fragments d’ADN bactériens dans des particules virales. introduction de ces fragments dans d’autres bactéries 2- Transferts utilisant des bactériophages : la transduction 3- La conjugaison Mécanisme le plus fréquent dans la nature Il permet à une bactérie de recevoir une molécule d’ADN d’une autre bactérie suite à un contact entre donatrice et réceptrice. 3- La conjugaison Cet appariement met en jeu : – des pili sexuels chez les Gram– des adhésines chez les Gram+ – zones de contact à la surface des bactéries réceptrices. Les pili se contractent pour favoriser le rapprochement, Des ponts cytoplasmiques vont permettre le passage de l’ADN de la donatrice vers la réceptrice. 3- La conjugaison La conjugaison se fait entre : – les bactéries de la même espèce +++ – des espèces différentes. LE TRANSFERT DE MATERIEL GENETIQUE IV- TRANSPOSONS ET TRANSPOSITION TRANSPOSONS ET TRANSPOSITION La transposition C’est un phénomène de transfert de gènes entre 2 molécules d’ADN n’utilisant pas les mécanismes de recombinaison habituels: recombinaison illégitime. TRANSPOSONS ET TRANSPOSITION Les transposons : – Séquences d'ADN capables de changer de localisation dans le génome sans jamais apparaître à l'état libre. – Pas de réplication autonome – Codent pour les déterminants de la transposition et ceux d'autres fonctions telle la résistance aux antibiotiques. MERCI
