Transfert d`information génétique - Cours en Ligne

Transfert d’information génétique
Tronc Commun. Microbiologie
1ère Année
1ère Année
2014
A-M Davila-Gay, M. Naïtali, C.R. Tinsley

Plan
Introduction. La place des bactéries dans le monde vivant
utilité de l’étude de la génétique microbienne
caractère et évolution des génomes
phylogénie des bactéries
types de population, relation aux mécanismes de transfert de matériel génétique
Transfert vertical de matériel génétique
unités
mécanismes de réplication et transfert
Transferts horizontaux
mécanismes (transformation, transduction et conjugaison)
agents de transfert horizontal
- plasmides
- transposons
- viruses
Conséquences des transferts horizontaux
dans la nature, pour l’évolution
dans le laboratoire, quelques applications des agents de transfert

Introduction : la génétique des microorganismes
Pourquoi?
Souches d'utilité biotechnologique
(bioconversions, production de métabolites, expression de protéines hétérologues ... )
découverte de nouveaux organismes
optimisation des processus actuels
développement de nouvelles capacités chez les organismes actuellement utilisés
Médecine
détection et identification de pathogènes
mécanismes de la pathogénie
marqueurs épidémiologiques, étude de la transmission des maladies
cibles de nouvelles traitements,
cibles de nouvelles traitements,
d'immunoprophylaxies
Environment
étude des interactions dans un écosystème
bioremédiation
Recherche fondamentale
nouveaux systèmes de génie génétique
modèles pour la génétique des animaux
évolution des souches d'intérêt biotechnologique,
et des pathogènes (pathogènes émergeants)
......

La génétique des bactéries : unités impliquées
Transfert VERTICAL de matériel génétique
Chromosomes
typiquement circulaire (Escherichia coli, Bacillus subtilis ...)
une seule origine de réplication, site de terminaison défini
un seul chromosome, dans la majorité des cas
mais des portions du chromosome peuvent être transmises horizontalement
Transfert HORIZONTAL de matériel génétique
Plasmides
le plus souvent circulaire
réplication en «
θ
»
unidirectionelle
ou
bidirectionelle
, ou en
«
cercle roulant
»
réplication en «
θ
»
unidirectionelle
ou
bidirectionelle
, ou en
«
cercle roulant
»
contrôle du nombre de copie lié, ou non, à celui du chromosome
apportent, de façon générale un avantage à la bactérie hôte
- résistances aux antibiotiques, aux métaux lourds etc.
- systèmes d'utilisation des sources de nutrition spécialisées
- autres facteurs d'adaptation, y compris des déterminants de pathogénie
Transposons
petits (< 20 kpb), peuvent être porteurs de gènes de résistance etc.
importants médiateurs de la plasticité génomique
Virus (bactériophages)
modèles de la régulation génétique
peuvent être porteurs de gènes d'adaptation, de pathogénie

Genes VI (traduction de la 6ème edition anglaise)
B. Lewin
1999, De Boeck, ISBN / EAN13 : 9782744500244
Genes IX (en anglais)
B. Lewin
2008, Jones and Bartlett Publishers, 9780763740634
Introduction : la taille des génomes
Phanerogames
Mammals
Reptiles
Amphibiens
Birds
Teleosteans
Chondrichthyens
Echinoderms
Crustaceans
Insects
Molluscs
Worms
Myxomycetes
Organism Genome
(Mb) Genes (approx.)
coliphage Ff 0.007 10
coliphage T4, HHV- 4 (EBV) 0.17 99
Carsonell ruddii 0.16 230
Mycoplasma genitalium 0.6 525
Rickettsia prowasekii
1.1
886
1061071081010 1011 105
Algae
Fungi
Bacteria
Virus
Rickettsia prowasekii
1.1
886
Aquifex aeolicus 1.6 1 500
Bacillus subtilis 4.2 4 100
Mesorhizobium loti 7.0 6 800
Streptomyces coelicolor 8.7 7 800
Sorangium cellulosum 13 9 700
Encephalitozoon cuniculi 2.9 2 000
Saccharomyces cerevisiae 12 5 600
Schizosacchromyces pombe 14 4 600
Plasmodium falciparum 23 5 300
Drosophila melanogaster 120 13 600
Caenorhabditis elegans 100 19 000
Homo sapiens 3 000 25 000
Arabidopsis thaliana 119 26 800
Oryza sativa ~ 400 40 000
Zea mays 2 500 50 000