Fiche de révision : Complexification des génomes

📋 Plan du Cours

1. Génome et transferts génétiques
2. Mécanismes de transfert horizontal
3. Effets des transferts horizontaux
4. Origine endosymbiotique des organites
5. Réduction des génomes organitaires

📖 1. Génome et transferts génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Génome : Ensemble des séquences d’ADN d’une cellule ou d’un organisme pluricellulaire et de l’information qu’elles contiennent.

★ À maîtriser

• L’ADN est le support de l’information génétique chez tous les êtres vivants.

Compléments

📌 Les eucaryotes possèdent des cellules avec un noyau, tandis que les procaryotes, comme les bactéries, en sont dépourvus.

📖 2. Mécanismes de transfert horizontal

★ À maîtriser

• La transformation correspond à l’incorporation par une bactérie de fragments d’ADN étrangers prélevés dans son environnement, dont l’information peut être lue et exprimée.

• La transduction est un transfert génétique dans lequel un phage infecte une bactérie et y injecte son matériel génétique, qui peut s’intégrer au génome bactérien.

• La conjugaison est un transfert direct d’ADN entre bactéries reliées par un pont.

📌 Un transfert horizontal transmet du matériel génétique entre individus d’une même génération, tandis qu’un transfert vertical le transmet d’une génération à une autre.

Compléments

• Les transferts horizontaux peuvent avoir lieu entre des organismes sans relation de parenté directe, y compris entre des groupes phylogénétiquement éloignés.

💡 Astuce mémo

TTC : transformation, transduction, conjugaison

📖 3. Effets des transferts horizontaux

★ À maîtriser

• L’acquisition d’un gène de résistance à un antibiotique par une bactérie pathogène peut la rendre résistante au traitement et favoriser la propagation de cette résistance à d’autres bactéries.

Compléments

• En génie génétique, un gène d’intérêt peut être transféré dans une bactérie ou une levure afin que l’organisme exprime ce gène et produise en grande quantité la molécule correspondante.

• Le génome humain contient des gènes provenant de :

  • virus
  • bactéries
  • champignons
  • plantes

• Les transferts horizontaux contribuent à la diversification des génomes et peuvent modifier les populations ainsi que le fonctionnement des écosystèmes.

💡 Astuce mémo

Un gène acquis → un nouveau caractère, parfois une résistance diffusée

📖 4. Origine endosymbiotique des organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose : Intégration durable d’un organisme à l’intérieur d’une cellule hôte, où il demeure et se transmet avec elle.

★ À maîtriser

• Les mitochondries et les chloroplastes possèdent leur propre génome, distinct du génome nucléaire.

• Les mitochondries et les chloroplastes présentent des indices d’origine bactérienne : division comparable à celle des bactéries, ressemblances biochimiques, chromosome circulaire et machinerie de traduction similaire.

• Selon le scénario endosymbiotique, l’internalisation d’une bactérie hétérotrophe aurait donné les mitochondries, puis l’internalisation d’une bactérie photosynthétique aurait donné les chloroplastes.

Compléments

• Les mitochondries permettent un important rendement énergétique par la respiration, tandis que les chloroplastes permettent la photosynthèse et l’autotrophie au carbone.

• Les scénarios d’intégration des bactéries à l’origine des mitochondries et des chloroplastes se seraient produits il y a un peu plus de 1,5 milliard d’années.

• Les mitochondries et les chloroplastes sont entourés de deux membranes.

💡 Astuce mémo

Bactérie internalisée → mitochondrie, puis bactérie photosynthétique → chloroplaste

📖 5. Réduction des génomes organitaires

★ À maîtriser

• Le génome des chloroplastes est 25 à 45 fois plus petit que celui des cyanobactéries comparées dans le cours.

• Au cours de l’évolution, le génome des organites a régressé parce que certains gènes ont été transférés vers le noyau de la cellule hôte et que d’autres ont été éliminés.

• Les organites issus de l’endosymbiose se multiplient et se transmettent de génération en génération par hérédité cytoplasmique, via le cytoplasme des gamètes ou lors des divisions cellulaires.

Compléments

• Les gènes éliminés du génome des organites comprennent notamment des gènes nécessaires à la vie libre ou à certaines fonctions métaboliques.

💡 Astuce mémo

Transfert de gènes au noyau ou élimination → régression du génome organitaire

📊 Tableaux de synthèse

Mécanismes de transfert génétique