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Génétique bactérienne et implications en
bactériologie médicale
• Génétique: Etude de l!’hérédité et des variations
- Variations phénotypiques
(propriétés observables, comportement de la bactérie, réversibles et
non transmissibles)
- Variations génotypiques
(ensemble des déterminants génétiques d!’une cellule,
séquence nucléotidique, irréversibles et transmissibles)
CENTRE
HOSPITALIER
UNIVERSITAIR E
BICÊTRE
Première résistance
Evolution de la résistance aux antibiotiques

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A. baumannii et la médiatisation
Décembre 2003
La médiatisation
«
«! !Evolution Evolution!» !» bactérienne aux antibiotiques bactérienne aux antibiotiques
Antibiotiques
Antibiotiques
Mort
Mort
Survie
Survie Acquisition de gène
Acquisition de gène
échange de matériel
échange de matériel
génétique
génétique
Mutation
Mutation

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Evolution de la résistance acquise aux
Evolution de la résistance acquise aux
antibiotiques
antibiotiques
Modification qualitative du génome bactérien
• Mutations
Modification quantitative du gènome bactérien
• Transfert d!’information génétique
Modifications quantitative et qualitative du génome bactérien
• Mutation dans un gène transféré
Les mutations
Les mutations
Définition: C’est un changement, spontané (ou provoqué par un agent
mutagène, héréditaire, brusque, rare, indépendant et affecte la
séquence nucléotidique (génome bactérien)
Caractère des mutations: Spontanéité: lié au hasard, besoin de moyen sélectif
100ml culture diluée d’ E . col i
50ml culture 16h 50 tubes de 1 ml culture 16h
109 bactéries
109 bactéries
Gélose contenant
de la Streptomycine
Distribution aléatoire
Nombre constant de colonies Mutation
non induite
Test de fluctuation
de Luria et Delbrück, 1943
Les mutations
Les mutations
Discontinuité: Une seule étape: loi du tout ou rien
(parfois il faut plusieurs mutations successives pour voir l’expression
phénotypique des mutations. Ex: R aux fluoroquinolones (ciprofloxacine)
Stabilité: Transmission à la descendance (possibilité de réversion)
Rareté: fréquences faibles 10-6-10-9
Indépendance: un seul caractère affecté (si opéron ou gène
régulateur => mutation pléiotrope).
La mutation d’un caractère ne modifie pas la
probabilité de mutation d’un autre caractère

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La mutation à l’échelle moléculaire
=> Changement de la séquence nucléotidique
• Mutations par substitution de base (mutations ponctuelles)
- Transition: A-T --> G-C
- Inversion: A-T --> T-A
- Addition: ATCG --> ATGCG
- Délétion: ATGCG--> ATCG
Les mutations ponctuelles sont réversibles et peuvent être:
- Silencieuses (ex: TCT (ser) --> TCC (ser))
- Létales (ex: TGC (cys) --> TGA (stop))
- Intermédiaires (ex: CTT (leu) --> ATT (ile)
•Mutations par cassure des liaisons sucre-phosphate
Ce type de mutation affecte une séquence de bases, est souvent létale et
non réversible.Délétion (perte de plusieurs bases)
Insertions (gain de plusieurs bases)
Inversions (rare)
La famille des
La famille des TEMs TEMs: mutations : mutations
Bradford, Clin. Microbiol.Rev. 2001, 14; 933-51
Les transferts d
Les transferts d’ ’information information
génétique
génétique
•Transduction et Conversion
vecteur : phage
spectre d’hôte : intra-espèce
efficacité : importante
distribution : ubiquitaire
•Transformation
vecteur : ADN
spectre d’hôte : intra- ou inter-espèce
efficacité : importante
distribution : restreinte
•Conjugaison
vecteur : plasmide
spectre d’hôte : inter-espèce
efficacité : variable
distribution : ubiquitaire

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La transformation
Définition: Transfert passif dans une cellule bactérienne d'ADN nu.
On distingue:
- Transformation naturelle: exige état de compétence
- Transformation artificielle: traitement chimique et/ou
enzymatique de la paroi bactérienne
Mise en évidence de la transformation naturelle chez le pneumocoque.
- 1928 GRIFFITH
- 1948 AVERY : le principe transformant = l'ADN.
Expérience de Griffith
+
injection
Pneumocoques
du typeS3 vivants
Pneumocoques
du typeS3 tués
Pneumocoques
du typeS3 tués
Pneumocoques
du typeR vivants
Pneumocoques
du typeR vivants
Septicémie mortelle
Septicémie mortelle
Survie
Survie
Expérience de Avery
+
Pneumocoques
du typeS3 tués
Pneumocoques
du typeR vivants Septicémie mortelle
+
ADN
Pneumocoque du typeS3
Pneumocoques
du typeR vivants Septicémie mortelle
+
Pneumocoques
du typeR vivants
+
ADN
Pneumocoque du typeS3
DNase
Survie