Fiche de révision : Transferts génétiques et endosymbiose

📋 Plan du Cours

1. Découverte du transfert génétique
2. Mécanismes des transferts horizontaux
3. Effets et applications des transferts
4. Origine endosymbiotique des organites
5. Endosymbiose et évolution cellulaire

📖 1. Découverte du transfert génétique

📝 Points essentiels

• Griffith a observé que des bactéries R vivantes non virulentes deviennent virulentes lorsqu’elles sont mises en présence de bactéries S virulentes mortes.

• McLeod, Avery et McCarty ont montré que la transformation des bactéries R en bactéries S dépend de l’ADN : elle persiste après dégradation de l’ARN ou des protéines, mais disparaît après dégradation de l’ADN. - McLeod, Avery, McCarty

💡 Astuce mémo

ADN transféré → virulence acquise

📖 2. Mécanismes des transferts horizontaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Transformation bactérienne : Transfert de gènes libérés dans l’environnement par une bactérie donneuse morte, puis intégrés au génome d’une bactérie receveuse, qui acquiert ainsi une nouvelle fonction.
• Conjugaison bactérienne : Transfert d’un plasmide circulaire d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse par contact direct via un pont cytoplasmique appelé pilus.
• Transfert horizontal : Échange de gènes entre deux êtres vivants d’espèces différentes, hors reproduction.

📝 Points essentiels

• 🔄 La transduction par un bactériophage se déroule en plusieurs étapes :
  1. Le bactériophage infecte une bactérie donneuse.
  2. En découpant le génome hôte, il récupère accidentellement des fragments d’ADN bactérien.
  3. Le bactériophage infecte une autre bactérie et lui injecte cet ADN.

💡 Astuce mémo

ADN libre, plasmide par pilus, ADN transporté par virus

📖 3. Effets et applications des transferts

🔑 Notions clés & Définitions

• Antibiorésistance : Problème de santé associé à la propagation de bactéries résistantes aux antibiotiques, notamment sous forme de souches multirésistantes.

★ À maîtriser

• Les transferts horizontaux contribuent à la diversification du vivant et constituent un moteur de l’évolution des espèces.

• Dans les populations bactériennes, la conjugaison est le principal mécanisme de propagation rapide des gènes de virulence et de résistance aux antibiotiques, favorisant l’apparition de souches multirésistantes.

• Depuis 1982, l’insuline humaine est produite par génie génétique après intégration de son gène dans des plasmides, puis dans une souche bactérienne qui se multiplie et produit l’insuline en grande quantité.

Compléments

• Un transfert horizontal peut apporter de nouveaux gènes si ceux-ci sont avantageux pour l’organisme receveur.

• Le génome humain contient, selon l’estimation du cours, 5 à 8 % de gènes d’origine virale.

• Le séquençage de génomes permet de repérer des gènes très ressemblants chez des organismes éloignés et de construire des arbres phylogénétiques pour reconstituer les transferts horizontaux au cours de l’évolution.

💡 Astuce mémo

Conjugaison bactérienne → diffusion rapide des résistances

📖 4. Origine endosymbiotique des organites

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose : Interaction à bénéfices réciproques entre deux individus, dont l’un est situé à l’intérieur de l’autre.

★ À maîtriser

• Les mitochondries et les chloroplastes ont une taille proche de celle des bactéries, comprise entre 1 et 5 µm, et possèdent deux membranes : une interne fine semblable à celle des procaryotes et une externe plus épaisse semblable à celle des eucaryotes.

• Les mitochondries et les chloroplastes possèdent un ADN spécifique qui est transcrit et traduit, ce qui en fait des organites semi-autonomes.

• Les chloroplastes proviendraient de l’intégration de cyanobactéries, tandis que les mitochondries proviendraient de l’intégration de protéobactéries.

Compléments

• Les mitochondries et les chloroplastes sont des organites des cellules eucaryotes transmis d’une génération cellulaire à l’autre.

• Les membranes internes des mitochondries et des chloroplastes contiennent des lipides spécifiques caractéristiques des bactéries.

💡 Astuce mémo

Une bactérie engloutie devient un organite à l’intérieur de la cellule

📖 5. Endosymbiose et évolution cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiote : Organisme symbiotique intracellulaire qui peut devenir un organite lorsqu’il perd son autonomie génomique.

★ À maîtriser

• Au fil des générations, le génome de la cellule incorporée régresse et certains de ses gènes sont transférés à l’ADN nucléaire de la cellule hôte ; ce transfert participe à l’hérédité cytoplasmique.

• Les endosymbioses produisent de nouvelles cellules aux potentialités métaboliques nouvelles, notamment la respiration cellulaire grâce aux mitochondries et la photosynthèse grâce aux chloroplastes.

Compléments

• Les premières cellules eucaryotes sont apparues il y a 2 millions d’années et se seraient ensuite diversifiées.

• L’évolution a connu plusieurs événements d’endosymbiose, qualifiés d’endosymbioses primaire, secondaire, tertiaire

💡 Astuce mémo

Endosymbioses successives → nouvelles potentialités métaboliques