Reproduction bactérienne et régulation génétique Flashcards
Composantes d’un opéron
Groupement de gènes et de séquences régulatrices constitué par :
- D’un promoteur : Contient…
a. Opérateur : Région régulatrice, est une séquence d’ADN où se fixent un activateur ou répresseur. - Gènes de structure : Gènes codant co-transcrits sous forme d’un ARN messager polycistronique.
Opéron répressible :
- Habituellement actif
* Réprimé par complexe formé d’une protéine régulatrice et une autre molécule.
Exemple d’opéron répressible
L’Opéron tryptophane
Mode d’action de l’opéron tryptophane
o Gène trpR code pour répresseur (protéine) qui a affinité pour tryptophane (acide aminé).
o Présence de tryptophane → répresseur actif → opéron silencieux
o Absence de tryptophane → répresseur inactif → opéron transcrit
Opéron inductible
- Habituellement inactif
* Stimulé ou induit par l’interaction entre protéine régulatrice et autre molécule.
Exemple d’opéron inductible
Opéron lactose
Mécanisme opéron lactose lorsqu’il y a seulement du lactose
Seulement lactose → réponse adaptive → • Production enzymes nécessaires à la dégradation lactose
Dans l’opéron lactose, lactose est appelé…?
Inducteur
• Bêta-galactosidase codée par gène
LacZ
Fonction Bêta-galactosidase
Hydrolyse la liaison entre deux sucres, le glucose et le galactose
Lactose Perméase codée par gène
LacY
Fonction lactose perméase
Perméabilise membrane et amène le lactose.
Répresseur codé par
LacI
Fonction répresseur
Bloque transcription de l’opéron lactose.
Mécanisme de l’opéron lactose en absence de lactose
Absence lactose →répresseur lie à l’ADN → ARN polymérase ne peut pas se lier au promoteur → aucune synthèse d’ARN
Mécanisme du lactose lorsqu’il entre dans la cellule
o Lactose entre dans la cellule → converti en allolactose qui agit comme inducteur de l’opéron → allolactose se lie au répresseur → Libération de l’opérateur → ARN polymérase se lie au promoteur → transcription lacZ, lacY et lacA
Comment inactiver l’opéron lactose
Lactose coupé en glucose et galactose → libère répresseur → répresseur se lie à l’ADN → empêche toute transcription
Absence de lactose → répresseur actif → opéron silencieux.
o Comment E.coli perçoit l’absence du glucose?
• En absence, cellule synthétise l’AMPc → lie à CAP, protéine régulatrice, et l’active → Complexe CAP/AMPc se lie au promoteur et active transcription de l’opéron
Transfert vertical
o Génération en génération
o Par division asexuée ou scissiparité
o Pas de modifications génétiques
o Aucun échange matériel génétique
Transfert horizontal
o Transmis à des organismes autres que descendances
o À l’origine diversité génétique :
• Mutation dans l’ADN durant réplication du chromosome
• Recombinassions génétique : Transformation, conjugaison, transduction et transposon
Mutation causé par
o Erreurs de réplication
o Lésions dans l’ADN
Système de réparation de l’ADN
• ADN polymérase capable de réparer l’erreur.
o Difficile pendant phase de multiplication
• Systèmes enzymatiques repèrent anomalies, excisent région et ADN polymérase synthétise partie manquante
Test d’Ames
• Vérifier si une substance chimique ou agent physique est capable d’induire des mutations spécifiques
• Déterminer mutagénicité
Recherche apparition des souches mutantes
Transformation
• Transfert d’une molécule d’ADN «nu» et à son intégration dans chromosome de cellule receveuse.
• Hasard
• Bactéries réceptrices sont dites en état de compétence.
- Implication exogénote et endogénote
Exogénote
ADN relâché dans l’environnement par bactérie mort.
Endogénote
Protéines sur paroi spécialisées dans le transport de l’ADN.
Conjugaison
- Entre deux cellules vivantes
- Bactérie donatrice forme pilus de conjugaison et se relie à bactérie réceptrice.
- Nécessite contact préalable et un appariement entre bactéries de «sexe différent»
- Formation pont cytoplasmique
Facteur de sexualité ou de fertilité
Plasmide porte gène qui code pour le facteur de sexualité ou de fertilité (F). Permet synthèse du pilus sexuel chez bactérie donatrice ou mâle.
• Bactérie F+ : possède plasmide avec F
• Bactérie F- : Reçoit plasmide avec F
Bactérie Hfr (High frequency of recombinasion)
• Lorsque plasmide F s’insère dans le chromosome de la bactérie RÉCEPTRICE par enjambement.
Est-ce qu’une bactérie Hfr peut créer d’autres bactéries Hfr?
• Bactérie Hfr ne peut pas créer d’autre bactérie Hfr, car transfert d’un chromosome prend trop de temps. Pont cytoplasmique se brise avant que le facteur F se transmet.
Transduction
Virus ou phages peuvent transférer fragments d’ADN d’une bactérie vers une autre.
Bactériophage ou phage :
o Virus qui infecte des bactéries composé d’ ADN, capside (enveloppe de protéines) et fibres caudales (protéines). → Récepteurs et reconnaissance
o Parasites intracellulaires bactériens.
Deux types de réplication pour virus
cycle lytique et cycle lysogénique.
Différentes étapes du cycle lytique
- Absorption
- Pénétration
- Synthèse : ADN viral détourne le métabolisme de la bactérie hôte et synthèse des protéines de la capside et de l’ADN du bactériophage
- Maturation : Constituant viraux assemblés en virions
- Libération : Bactérie hôte se lyse et libère les nouveaux virions dans l’environnement
Cycle lysogénique
Intégration du matériel génétique viral dans le chromosome bactérien formant le prophage
Transduction généralisée
- Pendant cycle lytique
- Anomalie durant réplication d’un phage lytique.
- Fragment d’ADN de la bactérie dans la capside d’un phage → virus transfère ADN bactérien à une autre bactérie → Enjambement → Nouveau gène
Transduction localisée
- Cycle lysogénique
- Fragment d’ADN bactérie infecté est arraché par prophage → intégration dans chromosome dans prochaine bactérie infectée
Transposons
Séquences d’ADN répétées qui peut se déplacer d’un locus à un autre au sein d’un génome.
Transposon simple
Composé de :
a. D’un gène de la transposase
b. Deux séquences de «répétition inversée»
Capable de se répliquer et de s’insérer ailleurs
Transposon composé
Composé de:
a. Deux transposons simples
b. Un ou plusieurs gènes codant pour d’autres fonctions insérées entre les deux séquences répétées
Capable de transporter d’autres gènes
