Fiche de révision : Enrichissement des génomes

📋 Plan du Cours

1. Transferts génétiques et nouveaux génomes
2. Transformation bactérienne
3. Conjugaison et transduction bactériennes
4. Transferts de gènes viraux
5. Endosymbiose et adaptation
6. Origine des organites eucaryotes

📖 1. Transferts génétiques et nouveaux génomes

📝 Points essentiels

📌 Le transfert vertical des gènes se produit lors de la reproduction sexuée, tandis que le transfert horizontal correspond au passage de gènes entre individus d’espèces différentes sans reproduction sexuée.

• Lorsqu’un gène transféré horizontalement est avantageux, les descendants du receveur sont sélectionnés puis transmettent ce gène à leur descendance par transfert vertical.

💡 Astuce mémo

Transfert vertical : reproduction sexuée ; transfert horizontal : échange entre espèces

📖 2. Transformation bactérienne

📝 Points essentiels

📌 Les bactéries de souche S sont virulentes et entourées d’une capsule résistante à l’élimination par le système immunitaire, tandis que les bactéries de souche R sont dépourvues de capsule et non pathogènes.

• En 1928, Griffith montre que des bactéries S tuées libèrent une substance capable de transformer des bactéries R en bactéries S et nomme cette substance le principe transformant.

• En 1944, Avery, McLeod et McCarty démontrent que le principe transformant est l’ADN transféré des bactéries S aux bactéries R.

• La transformation bactérienne correspond à l’intégration dans le génome d’une bactérie d’un fragment d’ADN libéré dans l’environnement par une autre bactérie, et elle ne s’observe que chez un nombre limité d’espèces.

💡 Astuce mémo

ADN des bactéries S mortes → transformation des bactéries R

📖 3. Conjugaison et transduction bactériennes

🔑 Notions clés & Définitions

• Conjugaison : Transfert de plasmides, petites molécules d’ADN circulaires, d’une bactérie à une autre grâce à des ponts cytoplasmiques appelés pili.
• Transduction : Transfert de matériel génétique d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse par l’intermédiaire d’un bactériophage.

📝 Points essentiels

• Les plasmides bactériens peuvent être transférés à des cellules eucaryotes.

💡 Astuce mémo

Conjugaison par pili, transduction par bactériophage

📖 4. Transferts de gènes viraux

🔑 Notions clés & Définitions

• Syncytine : Protéine issue, selon les chercheurs, du transfert d’un gène viral et permettant la fusion des cellules embryonnaires et maternelles nécessaire à la mise en place du placenta humain.

★ À maîtriser

• La fusion des cellules de l’embryon et de la mère produit des cellules géantes contenant de nombreux noyaux, qui forment le placenta et permettent les échanges de nutriments et de dioxygène entre la mère et l’embryon.

Compléments

📌 La représentation des transferts horizontaux sur un arbre phylogénétique produit un réseau phylogénétique qui traduit la complexité de l’histoire évolutive du vivant.

💡 Astuce mémo

La syncytine fusionne les cellules comme une enveloppe virale

📖 5. Endosymbiose et adaptation

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose : Incorporation, dans une cellule hôte, d’éléments cellulaires d’une autre espèce qui procure un bénéfice réciproque aux deux partenaires.

★ À maîtriser

• Les endosymbioses confèrent de nouvelles propriétés aux organismes qui en bénéficient, améliorent leur adaptation à l’environnement et jouent un rôle important dans leur évolution.

• La limace de mer Elysia chlorotica possède des chloroplastes issus de son alimentation à partir d’algues vertes et peut ainsi réaliser la photosynthèse.

Compléments

• Lors d’une endosymbiose, le génome intégré peut régresser et certains de ses gènes peuvent être transférés au génome de la cellule hôte.

💡 Astuce mémo

Incorporation bénéfique → nouvelles propriétés et meilleure adaptation

📖 6. Origine des organites eucaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Hérédité cytoplasmique : Transmission des mitochondries et des chloroplastes, qui contiennent leur propre ADN, indépendamment de l’ADN nucléaire au cours des divisions cellulaires.

★ À maîtriser

📌 Les mitochondries proviennent d’une endosymbiose de protéobactéries, tandis que les chloroplastes proviennent d’une endosymbiose de cyanobactéries.

• La taille micrométrique, la double membrane, une membrane interne de composition bactérienne et un ADN circulaire proche de celui des bactéries constituent des arguments en faveur de l’origine endosymbiotique des mitochondries et des chloroplastes.

• Il y a 2 Ga, une protéobactérie a été internalisée par phagocytose dans une cellule eucaryote, puis des gènes bactériens ont été transférés vers le noyau et certaines protéines codées sont restées destinées à la mitochondrie.

Compléments

• Le gène bactérien PsbO, nécessaire à la synthèse de chlorophylle, est présent dans le noyau des cellules de la limace Elysia chlorotica, si bien que ses chloroplastes isolés perdent leur capacité photosynthétique après quelques jours.

💡 Astuce mémo

Phagocytose → transfert de gènes → mitochondrie ou chloroplaste

📊 Tableaux de synthèse

Mécanismes de transfert horizontal