Fiche de révision : Recombinaisons génétiques bactériennes

📋 Plan du Cours

1. Échanges génétiques chez les procaryotes
2. Transformation et expériences historiques
3. Conjugaison par plasmide libre
4. Conjugaison Hfr et cartographie
5. Transduction et cycles phagiques
6. Transduction spécialisée et synthèse

📖 1. Échanges génétiques chez les procaryotes

🔑 Notions clés & Définitions

• Transfert horizontal de gènes : Échange d’ADN entre cellules différentes, sans reproduction sexuée.

📝 Points essentiels

📌 La division binaire, ou scissiparité, assure le transfert vertical des caractères génétiques des cellules parentales vers les cellules filles.

• Les trois mécanismes de transfert horizontal sont:
  • la transformation
  • la conjugaison
  • la transduction

💡 Astuce mémo

V-H-T : vertical, horizontal, transfert

📖 2. Transformation et expériences historiques

★ À maîtriser

• En 1928, Frederick Griffith a montré qu’une information génétique pouvait passer d’un organisme bactérien à un autre grâce à l’expérience de transformation chez Streptococcus pneumoniae.

📌 La souche S de Streptococcus pneumoniae est lisse, entourée d’une capsule polysaccharidique et virulente, tandis que la souche R est rugueuse, dépourvue de capsule et non virulente.

• Une souris meurt après injection d’un mélange de bactéries R vivantes et de bactéries S tuées par la chaleur, car les bactéries R acquièrent l’information génétique codant la capsule S et la virulence.

• En 1944, Oswald Avery, Colin McLeod et Mclyn McCarty ont identifié l’ADN comme le facteur transformant actif. — Oswald AVERY, Colin McLEOD, Mclyn McCARTY

Compléments

📌 La transformation bactérienne disparaît lorsque l’extrait de bactéries S mortes est traité par une DNase, mais elle persiste après traitement par une protéase ou une RNase.

💡 Astuce mémo

ADN nu capté → bactérie R transformée en bactérie virulente

📖 3. Conjugaison par plasmide libre

🔑 Notions clés & Définitions

• Conjugaison bactérienne : Transfert d’ADN d’une bactérie donneuse vers une bactérie réceptrice lors d’un contact assuré par un pilus.
• Plasmide : Petit segment circulaire d’ADN extrachromosomique qui peut rester libre ou s’intégrer au génome et conférer des avantages sélectifs.

★ À maîtriser

• 🔄 La conjugaison F+–F− comprend les étapes suivantes:
  1. Formation du pilus
  2. Ouverture du plasmide F
  3. Transfert d’un brin du plasmide F vers F−
  4. Réplication du plasmide F dans F+ et F−

Compléments

• La fréquence de recombinaison par conjugaison entre bactéries F+ et F− est faible, de l’ordre de 10-6, mais le transfert du plasmide F est efficace et la bactérie F− peut devenir F+.

💡 Astuce mémo

Pilus → ouverture → transfert → réplication

📖 4. Conjugaison Hfr et cartographie

🔑 Notions clés & Définitions

• Bactérie Hfr : Possède un plasmide F intégré au chromosome bactérien sous forme d’épisome et présente une fréquence élevée de recombinaison par conjugaison.
• Carte de conjugaison : Représente l’ordre et la distance relative des gènes selon leur moment d’entrée dans le génome de la bactérie receveuse.

★ À maîtriser

• Lors d’une conjugaison Hfr–F−, l’ADN bactérien situé après le point d’insertion du plasmide est transféré progressivement, puis le pont se rompt et l’ADN exogène peut se recombiner avec l’ADN de F−.

Compléments

• La fréquence de recombinaison par conjugaison des bactéries Hfr est de l’ordre de 10-2, mais la bactérie F− est rarement convertie en Hfr.

📌 Lorsqu’une conjugaison Hfr–F− est interrompue à différents temps, un gène situé plus loin du point d’origine entre plus tard dans la bactérie receveuse.

💡 Astuce mémo

Entrée progressive des gènes → ordre et distance génétiques

📖 5. Transduction et cycles phagiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Transduction : Transfert d’un fragment d’ADN d’une bactérie à une autre par l’intermédiaire d’un bactériophage.
• Transduction généralisée : Résulte d’un cycle lytique au cours duquel de l’ADN bactérien est incorporé dans la tête de nouveaux phages puis injecté dans une autre bactérie.

📝 Points essentiels

• 🔄 Le cycle lytique comprend les étapes suivantes:

  1. Adsorption du phage sur la paroi
  2. Perforation de la paroi
  3. Injection de l’ADN viral
  4. Réplication de l’ADN viral et synthèse des protéines virales
  5. Formation des virions
  6. Lyse de la bactérie

• 🔄 Le cycle lysogène comprend les étapes suivantes:

  1. Adsorption, perforation et injection de l’ADN viral
  2. Intégration de l’ADN viral sous forme de prophage
  3. Réplication et division de la bactérie lysogène

💡 Astuce mémo

Cycle lytique : destruction ; cycle lysogène : intégration

📖 6. Transduction spécialisée et synthèse

🔑 Notions clés & Définitions

• Transduction spécialisée : Survient lorsque l’excision d’un prophage emporte un fragment précis d’ADN bactérien, ensuite injecté dans une autre bactérie avec l’ADN viral.

📝 Points essentiels

📌 Un stress, une exposition aux UV, une faible teneur en nutriments ou certains produits chimiques comme la mitomycine C peuvent provoquer l’excision du prophage et l’entrée dans le cycle lytique.

📌 La transformation transfère de l’ADN nu, la conjugaison transfère de l’ADN après contact entre une bactérie donneuse et une bactérie réceptrice, et la transduction transfère de l’ADN par un bactériophage.

💡 Astuce mémo

Prophage → excision → ADN bactérien emporté → nouvelle infection

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des transferts génétiques