Chapitre 5 : la sexualité des bactéries, transferts horizontaux de gènes, Partie 1 : la conjugaison - Biologie PACES

Chapitre 5 : la sexualité des bactéries, transferts horizontaux de gènes, Partie 1 : la conjugaison - Biologie PACES

Publié le 11 mars 2015 - Donne ton avis

Chez les organismes supérieurs, la reproduction sexuée permet la diversification des génotypes par un brassage génétique entre les gamètes mâles et femelles. Les procaryotes, eux ne pratiquent pas la reproduction sexuée et ne se reproduisent que par division cellulaire. Cette multiplication végétative permet le transfert à l’identique du matériel génétique de manière verticale, c’est-à-dire de la cellule-mère à ses deux cellules-filles. Les cellules-filles sont donc des clones de la cellule-mère et possèdent en théorie le même patrimoine génétique que celle-ci.

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  • Partie 1 - Introduction : les transferts horizontaux de gènes

Les organismes procaryotes ont besoin, pour s’adapter aux changements de leur environnement et survivre aux stress, de présenter une diversité génétique qui permettra à une sous-partie de la population de survivre en cas de changement brusque du milieu. Les procaryotes possèdent donc à la fois des mécanismes permettant la modification de leur génome et l’apparition de nouveaux gènes (ces notions seront abordées dans un autre chapitre), mais aussi des mécanismes permettant la transmission de ces gènes au sein de la population bactérienne, parfois même entre différentes espèces.
[...]

  • Partie 2 - La conjugaison

1. Les vecteurs de la conjugaison : les plasmides
La conjugaison est le mécanisme par lequel les bactéries s’échangent des plasmides. Nous avons vu aux chapitres précédents (cf. chapitres 3 et 4) qu’en plus de leur chromosome unique et circulaire, les bactéries possédaient souvent des ADN circulaires appelés plasmides, présents en plusieurs exemplaires (de moins d’une dizaine à plusieurs centaines d’exemplaires du même plasmide). Ces molécules d’ADN peuvent être transmises d’une bactérie à l’autre au cours d’un transfert horizontal de gènes selon un mécanisme appelé conjugaison. Les plasmides ne sont pas tous conjugatifs ; certains sont des plasmides résidents, c’est-à-dire transmis uniquement de façon verticale.
[...]

2. Le mécanisme de la conjugaison
Le mécanisme de conjugaison débute par la mise en place d’un pili de conjugaison, aussi appelé pili sexuel, que nous avions précédemment évoqué au chapitre 4. Cette structure, située à l’extérieur de la cellule, est un long filament composé de protéines auto-assemblantes appelées pilines. Le pili sexuel est attaché à la surface de la bactérie donneuse. Lorsqu’il entre en contact avec une bactérie receveuse ne possédant pas le plasmide, il s’amarre à des protéines de surface de la bactérie receveuse. Si la bactérie receveuse possède déjà ce plasmide, cette étape peut être inhibée par des protéines codées par des gènes plasmidiques, ce qui empêche l’amarrage du pili à une bactérie possédant déjà le plasmide. Si au contraire le contact établi est stable, le pili commence à se rétracter par dépolymérisation des pilines au niveau de la base, ce qui entraîne un raccourcissement du pili et un rapprochement entre les deux bactéries.
[...]

3. Utilisation des plasmides en laboratoire ou en industrie
L’intérêt des plasmides pour la biologie a rapidement été compris par la communauté scientifique, et leur utilisation est aujourd'hui un élément clé de la biologie moléculaire. Voici quelques exemples d’utilisation des plasmides en laboratoire :
- Production et sur-expression de protéines recombinantes [...]
- Approches de génétique inverse [...]
- Thérapie génique et création de modèles animaux mutés [...]

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