Cours 10 - Génétique bactérienne Flashcards
Fredrick Griffith
TRANSFORMATION bacterienne
- Observation de bactéries non virulentes qui deviennent virulentes
- Découvert la transformation (méthode d’échange de matériel génétique entre bactéries)
Avery, MacLeod et McCarthy
- Rôle de l’ADN dans la transformation bactérienne
- Expliquent le phénomène observé par Griffith (bactéries non virulentes qui deviennent virulentes)
Lederberg et Tatum
Conjuguaison (méthode d’échange de matériel génétique entre bactéries)
Lederberg et Zinder
Transduction (méthode d’échange de matériel génétique entre bactéries)
Nirenberg et Malthaei
Découverte du code génétique
S.Brenner, Jacob et Meselson
Site de la synthèse protéique = ribosomes
Hypothèse de l’ARNm confirmée par Brenner
S.Cohen, Chang, Helling et Boyer
Clonage des gènes par plasmides
Gilbert et Sanger (séparément)
Méthode de séquençage de l’ADN
Mullis
ADN polymérase stable à la chaleur
Début de la réaction en chaîne de la polymérase (PCR)
Vanter, Smith, Fraser et TIGR
Première séquence complète d’un mo
Génome définition
Ensemble de chromosomes et des gènes d’un organisme
Chromosome définition
Brin d’ADN qui possède l’info génétique
Génotype définition
Caractéristiques héréditaires totales de l’organisme
Phénotype définition
Propriétés caractéristiques exprimées et observables
Changement phénotypique définition
Info génétique exprimée à un moment précis; suivant l’activation ou l’acquisition d’un gène. Changement observable d’une propriété (ex; opérons. Changement dans l’expression des gènes avec ou sans lactose)
Changement génotypique définition
Implique nécessairement une modification au niveau des gènes présents chez l’organisme
- Naturel = erreurs enzymatiques, échanges d’ADN, etc.
- Artificiel = Manipulations génétiques en lab
Comment se font les changements au niveau des gènes?
- Par mutations (naturelles ou artificielles)
- Par transfert d’informations génétiques (transformation, transduction ou conjugaison)
Qu’est-ce qu’un plasmide?
- Petite molécule d’ADN circulaire
- Séquence d’ADN extrachromosomique à réplication autonome
- Peut donner des avantages sélectifs (résistance aux ATB, aux métaux lourds, etc.)
- Facteurs de virulence (ex; fimbriae, toxines, etc.)
- Gènes cataboliques pour dégradation de substrats complexes
- Transmissible à une autre bactérie
- Possible intégration réversible dans le génome bactérien (épisome)
Différence entre réplication de l’ADN bactérien et réplication de plasmides bactériens
- ADN; Une seule origine de réplication. Processus bidirectionnel
- Plasmides; Réplication de l’ADN par cercle roulant
Transcription et traduction. Différence entre procaryotes et eucaryotes
- Procaryotes; transcription se fait dans le cytoplasme. Ribosomes sont dans le cytoplasme, donc traduction se fait simultanément.
- Eucaryotes; transcription se fait dans le noyau, puis traduction par les ribosomes se fait dans le cytoplasme
Vrai ou faux; le mutations sont spontanées
Faux. Elles peuvent être spontanée (erreurs enzymatiques) OU induites par agents mutagènes (chimiques, radiations ionisantes ou non-ionisantes)
Vrai ou faux; les mutations sont héritables
Vrai. C’est un changement génotypique héritable
Effets des mutations (4)
- Mutation faux-sens; Change 1 seul a.a. Change les caractéristiques qu’une protéine peut avoir. Effet plus ou moins important.
- Mutation non-sens; Forme un codon stop. Protéine non fonctionnelle. Effet un peu plus important
- Mutation par décalage du cadre de lecture; 1 nucléotide enlevé de la séquence du gène. Change le cadre de lecture. Protéine complètement différente. Effet important.
- Mutation silencieuse; Pas d’impact sur la séquence de la protéine.
En quoi est-ce que le transfert d’informations génétique est important?
Variabilité génétique
Processus de transfert d’informations génétiques
Bactérie donneuse donne du nouvel ADN aux bactéries réceptrices (transfert horizontal des gènes) par;
- Transformation (ADN libre dans l’environnement)
- Transduction (ADN bactérien dans le bactériophage)
- Conjugaison (ADN bactérien échange directement)
Que permet la recombinaison?
- Intégration de nouveaux gènes
- Pour exprimer un gène, ce dernier doit être maintenu de façon stable dans le nouvel organisme
- Génère de nouvelles combinaisons de gènes après le transfert d’informations génétiques
- En lab, elle est utilisée pour manipuler artificiellement les génomes bactériens
Types de recombinaison et leur résultat
- Recombinaison homologue = Processus généralisé et fréquent chez les procaryotes. Échange de brin d’ADN impliquant des séquences presque identiques sur un grand nombre de nucléotides. Résulte en la substitution d’un segment d’ADN dans le génome (modification d’un ou plusieurs gènes)
- Recombinaison site spécifique = Demande une homologie parfaite (séquences petites complètement identiques) sur un petit nombre de nucléotides. Résulte en l’intégration (donc l’ajout) d’un nouveau segment d’ADN dans le chromosome bactérien et l’interruption de la séquence initiale.
Processus d’échange du matériel génétique entre bactéries
- Transformation
- Transduction
- Conjugaison
Qu’est-ce que le processus de transformation
Modification génétique découlant de l’introduction d’ADN nu dans la bactérie.
Pas très efficace dans la nature.
Expérience de Griffith pour la transformation
Sur les souris;
- Injection de bactéries vivantes capsulées = souris meurt. Colonies de bactéries capsulées sont isolées de la souris morte.
- Injection de bactéries vivantes non-capsulées = souris vivante. quelques colonies de bactéries non-capsulées sont isolées
- Injection de bactéries mortes capsulées = souris vivante. Pas de colonies isolées
- Injection de bactéries vivantes non-capsulées et bactéries mortes capsulées = souris meurt. Colonies de bactéries capsulées sont isolées. Donc deviennent virulentes ensemble.
État de compétence (transformation)
Capacité naturelle à recruter de l’ADN libre (attachement de l’ADN sur des récepteurs, internalisation de l’ADN, singularisation du brin d’ADN)
Induit par des facteurs de compétence dans l’environnement
Qu’est-ce que le processus de conjugaison?
Transfert de gènes par contact (pilus de conjugaison). Grande quantité d’ADN
Possibilités de conjugaison
- Transfert du plasmide F
- Souches Hfr (haute fréquence de recombinaison)
- Transfert du plasmide F’
Expliquer le processus de conjugaison par transfert du plasmide F
Bactéries F+ donneuses possèdent un plasmide
Bactéries F- receveuses n’ont pas de plasmide.
F+ ne peut pas donner à F+.
Le plasmide F contient les gènes de synthèse du pilus de conjugaison.
Mécanisme peut s’amplifier assez rapidement
Expliquer le processus de conjugaison par souches Hfr
Souches F+, avec fréquence de conjugaison plus élevée.
Plasmide F est un épisome (intégration réversible dans le chromosome). Transfert de gènes chromosomiques possible; plasmide F transféré partiellement.
Souche receveuse = F-, mais est recombinante (ADN chromosomique bactérien)
Expliquer le processus de conjugaison par transfert du plasmide F’
Souche Hfr; excision complète du plasmide et des gènes bactériens (plasmide F’).
Bactéries F’ sont donneuses
Bactéries receveuses donnent F’ à leur tour
Qu’est-ce que le processus de transduction?
Transfert de gènes chromosomiques bactériens via bactériophage (virus qui infecte bactéries).
Types de bactériophages
- Lysogéniques/tempérés; possible lysogénisation (prophage)
- Lytiques/virulents; causent la lyse (mort) bactérienne
Quel type de bactériophages font de la transduction
Les tempérés seulement (lysogéniques)
Types de transduction
- Généralisée; pas de sélection du gène transporté vers une nouvelle bactérie
- Localisée; seuls les gènes bordant le prophage peuvent être transportés
