MicroGén Génétique Flashcards
Identifier les avantages de bactéries comme modèles génétiques.
1)simplicité des milieux de culture (peu couteux)et rapidité de croissance (division cellulaire rapide dans des conditions optimales)
2)Facilité de manipulation génétique (induire facilement de nouveaux gènes par transformation ou conjugaison)
3)Caractères génétiques simples; souvent qu’un seul chromosomes circulaire. Présence de plasmide permet de porter des gènes supplémentaires
4)Facilité de création de mutants( création de mutant facilement par la recombinaison homologue et la recombinaison site-spécifique)
5)Homologie génétique avec les organismes supérieurs
6)Facilité de suivi des marqueurs génétiques
7)Capacité à exprimer des protéines étrangères
8)Modèle pour les études de régulation génétique (Ex: opéron)
9)Études de la génétique des populations
10)Modèles pour l’étude de la résistance aux antibiotiques
Conclusion:
Les bactéries, avec leur facilité de culture, leur rapidité de croissance et leur capacité à intégrer et exprimer de l’ADN exogène, constituent des modèles génétiques puissants et polyvalents.
Identifier les différences entre les modifications du phénotype et du génotype.
Phénotype : l’expression observable de cette constitution génétique dans un environnement donné.
Définition de la modification du phénotype:
Adaptations physiologiques à l’environnement. Différents selon les milieux et les stimuli. Pas tout les gènes sont exprimés en même temps, seulement ceux essentiel/utile.
Les modifications du phénotype:
-Retour au milieu d’origine ou élimination des stimuli= Retour au phénotype original
-Les adaptations à l’environnement
Modifications AUTRES qu’une adaptation à l’environnement (maintenue sur différents milieux ou en absence de stimuli);
Modification du génotype
Génotype : la constitution génétique (ensemble des gènes) d’un individu.
Type de modification génotype;
-Mutations
-ADN le gène; unité formatrice
-Séquence nucléotidique ATGC
Décrire les mécanismes de recombinaison.
Recombinaison=
Le processus où une ou plusieurs molécules d’acides nucléiques sont réarrangées ou combinées. (Échange de matériel génétique entre ADN exogène et chromosome d’une cellule)
L’enjambement et l’intégration de l’ADN donneur dans le chromosome du receveur fait par:
-Recombinaison homologue
-Recombinaison spécifique des sites
Recombinaison homologue;
Reconnaissance de séquences similaires, même espèces ou apparentée
Par question statistique, l’ADN exogène va intégrer le génome de la cellule (SI PRÉSENCE DE MÊME SÉQUENCE)
Si absence de recombinaison, dégradation de l’ADN exogène, SAUF si autoréplicatif.
Étape de la recombinaison homologues;
1)Cassure et dénudation de l’ADN: Cette cassure peut survenir spontanément ou être induite par des facteurs environnementaux comme les rayons UV ou des agents chimiques. Créant des brins simples qui «cherchent» un brin complémentaire.
2)Recherche de l’ADN homologue:
Ce processus implique des protéines de recombinaison, notamment RecA chez de nombreuses bactéries, qui facilitent la recherche de la séquence homologue.
3)Formation de l’hétéroduplexe
4)Échange et réparation
Décrire les mécanismes cellulaires et moléculaires de la transformation bactérienne.
Transformation= L’absorption d’ADN circulaire ou linéaire présent dans l’environnement hors de la cellule et la maintenance de l’ADN dans la cellule receveur sous forme héréditairement stable.
Fred Griffith 1928; Étude sur Streptococcus pneumoniae
-colonie rugeuse (souche R) et colonie lisse (Souche S)
-Cellule acapsulée transformée en cellule capsulée et virulente (changement de bactéries non virulentes en pathogènes virulents).
S= Morte
R= vivante
S chauffé= Vivante
S chauffé +R = Morte
Décrire les mécanismes cellulaires et moléculaires de la conjugaison chez les bactéries à Gram-négatif et à Gram-positif.
GRAM -
Contact initial et formation du pilus sexuel :
La conjugaison commence lorsque la bactérie donneuse (souvent une cellule F+ chez E. coli) établit un contact avec la bactérie receptrice (souvent une cellule F-).
La bactérie donneuse porte sur sa membrane plasmique un pilus sexuel (une structure filamentaire de type IV) qui permet d’entrer en contact avec la cellule réceptrice.
Le pilus est un appendice fabriqué par des protéines codées par le gène tra (transport conjugatif) situé sur le plasmide conjugal.
Rapprochement des cellules et formation du pont cytoplasmique :
Après l’établissement du contact, le pilus sexuel permet aux deux cellules de se rapprocher, et une structure plus stable appelée pont cytoplasmique se forme entre elles.
Ce pont cytoplasmique est essentiel pour le transfert direct d’ADN, car il permet à l’ADN de passer d’une cellule à l’autre.
Transfert de l’ADN (plasmide F) :
Une fois le contact établi, un processus appelé transfert de l’ADN par réplication commence. Le plasmide F dans la cellule donneuse est répliqué par un mécanisme de réplication de type rolling-circle.
Une seule brin de l’ADN plasmidique est transféré à la cellule réceptrice, et ce brin est ensuite répliqué dans la cellule réceptrice pour restaurer le plasmide complet.
Ce transfert est unidirectionnel : l’ADN plasmidique est transféré de la cellule donneuse vers la cellule réceptrice.
Restauration du plasmide et indépendance :
Une fois le transfert complet, les deux cellules, donneuse et réceptrice, possèdent maintenant une copie du plasmide F. Ainsi, la cellule réceptrice devient F+ et peut à son tour servir de donneuse lors d’une future conjugaison.
GRAM +
Contact initial et formation du pilus :
Dans les bactéries Gram-positives, la conjugaison commence aussi par l’adhésion entre la cellule donneuse et la cellule réceptrice. Cependant, au lieu de former un pilus sexuel comme chez les Gram-négatifs, la bactérie donneuse forme un filament d’adhérence qui permet l’attachement entre les cellules.
Ces bactéries possèdent des protéines de surface appelées adhésines, qui facilitent l’adhésion à la paroi cellulaire de la cellule réceptrice.
Transfert de l’ADN via un système de type IV :
Chez les bactéries Gram-positives, le plasmide conjugal (comme le plasmide pAMβ1 chez Enterococcus faecalis) contient des gènes de transfert semblables à ceux des Gram-négatifs, mais les protéines impliquées dans la formation du pont cytoplasmique et la réplication de l’ADN sont un peu différentes, adaptées à la structure cellulaire des Gram-positifs.
Un processus similaire à la réplication rolling-circle se produit pour le transfert du plasmide. Le brin d’ADN plasmidique est transféré de la cellule donneuse à la cellule réceptrice via un pont formé par les protéines de transfert.
Utilisation de l’agrégation et des pili :
Certains systèmes conjugatifs chez les Gram-positifs utilisent des structures spécifiques comme des pili ou des filaments d’adhésion, mais ces structures sont souvent de nature plus simple que celles trouvées chez les Gram-négatifs.
Réplication et intégration du plasmide :
Après le transfert, le brin d’ADN transféré dans la cellule réceptrice est répliqué pour former une copie complète du plasmide, et la cellule réceptrice devient ainsi compétente pour participer à de nouvelles conjugaisons.
DIFFÉRENCE;
Différences par rapport aux Gram-négatifs:
L’absence de membrane externe chez les Gram-positifs rend la conjugaison plus simple en termes de passage de l’ADN à travers la paroi cellulaire. Cependant, le mécanisme de conjugaison nécessite encore une interaction spécifique entre les protéines de surface, des pili ou des structures d’adhésion et des protéines spécifiques au plasmide conjugal.
De plus, contrairement aux Gram-négatifs, les Gram-positifs n’ont pas de pilus sexuel complexe, mais plutôt des structures d’adhésion qui facilitent le rapprochement des cellules.
GRam - :
ADN transféré par réplication rolling-circle du plasmide
GRAM +;
ADN transféré par un système de type IV et réplication
Les différents type de mutations…
Importance de la recombinaison homologues chez les bactéries
Diversité génétique : La recombinaison homologue joue un rôle clé dans l’enrichissement de la diversité génétique des populations bactériennes. Cela permet à des gènes nouveaux ou modifiés de circuler et d’apparaître dans les populations bactériennes, ce qui augmente les chances d’adaptation et de survie, notamment en présence de stress environnementaux ou de nouveaux antibiotiques.
Évolution : Ce mécanisme est une source majeure de variation génétique, permettant aux bactéries de s’adapter rapidement à leur environnement. L’échange de gènes peut conférer des avantages comme la résistance aux antibiotiques, la virulence ou la dégradation de nouvelles ressources.
Réparation génétique : La recombinaison homologue est essentielle pour la réparation efficace des cassures dans l’ADN bactérien, ce qui aide à maintenir l’intégrité du génome et à éviter les mutations catastrophiques.
Acquisition de nouveaux gènes : La recombinaison homologue permet aux bactéries d’acquérir de nouveaux gènes, comme ceux conférant une résistance aux antibiotiques, une meilleure virulence, ou des mécanismes de dégradation de nouvelles substances chimiques.
Identification du principe transformant… (Découverte de l’ADN)
Avery, McCarthy et MacCleod (1944)
Expérience montre que l’ADN est porteuse du bagage génétique.
Utilisation d’enzyme A
pour détruire sélectivement l’ADN, ARN et les protéines; Protéase, RNase (la transformation se fait tout de même) et DNase.
La DNase inhibe la capacité de l’extrait à transformer les cellules R.
Intégrité de l’ADN nu dans le milieu; Temps très court
