Chapitre 5 : la sexualité des bactéries, transferts horizontaux de gènes, Partie 3 : la transformation naturelle - Biologie PACES

Chapitre 5 : la sexualité des bactéries, transferts horizontaux de gènes, Partie 3 : la transformation naturelle - Biologie PACES

Publié le 11 mars 2015 - Donne ton avis

De manière générale, la transformation d’une bactérie désigne n’importe quel mécanisme permettant d’introduire de l’ADN étranger dans la cellule : la conjugaison, la transduction, mais aussi les techniques artificielles en laboratoire comme la transformation chimique ou l’électroporation, qui permettent de faire pénétrer de l’ADN par perforation de la paroi bactérienne. Il est donc important de ne pas confondre ce principe général de transformation bactérienne avec le mécanisme particulier de transformation naturelle.

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  • Partie 1 - La transformation naturelle

Les deux premiers mécanismes de transferts horizontaux de gènes que nous avions vus étaient médiés par des vecteurs : les plasmides pour la conjugaison, et les phages pour la transduction. Dans ces deux cas, la bactérie receveuse a un rôle passif dans le mécanisme de transfert. Ce n’est pas le cas de la transformation naturelle, où la bactérie receveuse met au contraire activement en place un mécanisme d’acquisition de matériel génétique.
[...]

  • Partie 2 - Le mécanisme de la transformation naturelle

1. Régulation de l’entrée en état de compétence
La compétence est un état physiologique dans lequel les bactéries capables de transformation naturelle expriment les gènes nécessaires à ce mécanisme. Cet état est déclenché par certaines conditions environnementales, qui sont très variables d’une espèce à l’autre.
[...]

2. Développement de la compétence
La régulation de l’entrée des bactéries en état de compétence est donc très variable entre les espèces capables de transformation naturelle. Les gènes qui contrôlent le déclenchement de ce mécanisme sont donc différents entre ces espèces. En revanche, de façon étonnante, les gènes impliqués dans le mécanisme de transformation naturelle lui-même sont extrêmement conservés entre les espèces bactériennes, aussi éloignées soient-elles au niveau de l’évolution.
[...]

3. Réalisation de la transformation naturelle
Une bactérie en état de compétence est capable de capturer de l’ADN par liaison de celui-ci autour du pilus de transformation. Le pilus est ensuite rétracté par dépolymérisation des pilines à partir de la base du pilus. Chez les Gram-négatives, il doit alors traverser la membrane externe à travers une première porine. L’ADN interagit alors avec une protéine ayant une forte affinité avec l’ADN, qui tracte la molécule d’ADN en direction du complexe d’import d’ADN. Ce complexe est formé d’une porine (la seconde chez les Gram-négatives, l’unique porine chez les Gram-positives) qui permet le passage de l’ADN vers le cytoplasme, d’une hélicase qui sépare les deux brins d’ADN et d’une nucléase qui dégrade l’un des deux brins. Le brin restant est pris en charge par des protéines liant l’ADN simple brin, puis par des enzymes de recombinaison.
[...]

Partie 3 - Utilisation et intérêts de la transformation naturelle
La transformation naturelle est un mécanisme ayant un rôle important dans l’évolution des espèces qui sont capables de la réaliser. Ainsi, chez Neisseria gonorrhoeae, la transformation naturelle est constitutive (les bactéries sont toujours compétentes), ce qui permet l’échange de gènes entre souches et notamment de gènes codant pour des composants de la paroi bactérienne (protéines, LPS…). On suppose que cet échange permanent permet la variation des antigènes bactériens reconnus par le système immunitaire humain, ce qui permet à cette espèce d’infecter plusieurs fois un même hôte, puisque sa mémoire immunitaire est rendue inefficace par le changement d’antigènes de surface par la bactérie.
[...]

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