Fiche de révision : thème 1 : chap 2

📋 Plan du Cours

1. Principes des transferts horizontaux
2. Expériences de transformation bactérienne
3. Mécanismes de transfert bactérien
4. Transferts horizontaux chez les eucaryotes
5. Antibiorésistance et applications médicales
6. Endosymbiose et diversification cellulaire
7. Arguments de la théorie endosymbiotique

📖 1. Principes des transferts horizontaux

🔑 Notions clés & Définitions

• Transfert horizontal : Processus par lequel un organisme intègre du matériel génétique provenant d’un autre organisme sans en être apparenté et hors reproduction sexuée.

★ À maîtriser

📌 Le transfert vertical transmet les gènes des parents aux descendants dans le cadre d’une reproduction sexuée, de génération en génération.

Compléments

• Les transferts horizontaux sont fréquents entre bactéries d’espèces différentes et existent aussi entre eucaryotes unicellulaires, ainsi qu’entre les virus et tous les organismes vivants.

• L’universalité de l’organisation et du fonctionnement de l’ADN permet d’envisager une origine commune de tous les êtres vivants et rend possibles les transgénèses en biotechnologie.

💡 Astuce mémo

Vertical : les gènes descendent des parents ; horizontal : ils passent entre organismes hors reproduction sexuée.

📖 2. Expériences de transformation bactérienne

★ À maîtriser

• En 1928, Griffith observe qu’un principe transformant peut rendre virulente une population de bactéries R non virulentes, qui deviennent alors des bactéries S.

• En 1944, Avery, Mc Léod et Mc Carthy montrent que seul l’ADN est responsable de la transformation des bactéries R en bactéries S.

Compléments

📌 Chez les pneumocoques étudiés par Griffith, la souche R est rugueuse et moins virulente, tandis que la souche S est lisse et virulente.

• Les gènes assimilés lors d’un transfert horizontal peuvent conférer de nouveaux phénotypes et influer sur l’adaptation des populations à leur environnement.

📖 3. Mécanismes de transfert bactérien

🔑 Notions clés & Définitions

• Transformation bactérienne : Transfert passif d’ADN d’une bactérie donneuse partiellement détruite vers une bactérie receveuse compétente, où l’ADN donneur se fixe sur des sites récepteurs de la paroi.
• Transduction : Transfert partiel d’ADN bactérien par l’intermédiaire d’un bactériophage, qui le transporte d’une bactérie donneuse vers une bactérie receveuse.
• Plasmide : Petit fragment d’ADN circulaire présent dans une cellule bactérienne et indépendant du génome bactérien.

★ À maîtriser

• 🔄 La conjugaison se déroule ainsi :
  1. Un pont cytoplasmique relie deux bactéries.
  2. Le plasmide de la donneuse est répliqué.
  3. La copie du plasmide migre par le pont vers la bactérie receveuse.

Compléments

• La conjugaison est un facteur majeur de l’évolution bactérienne, notamment parce qu’elle permet l’acquisition de la résistance aux antibiotiques.

• 🔄 Le transfert par transduction se déroule ainsi :

  1. Le bactériophage injecte son ADN dans la bactérie donneuse.
  2. Lors de sa reproduction, un virus incorpore par erreur de l’ADN bactérien.
  3. Le bactériophage peut injecter cet ADN dans une bactérie receveuse.

📖 4. Transferts horizontaux chez les eucaryotes

📝 Points essentiels

• Les transferts horizontaux de gènes chez les eucaryotes, peu étudiés avant les premières découvertes des années 2000, sont plus limités entre espèces que chez les procaryotes, notamment en raison de la reproduction sexuée.

• La syncytine, protéine d’origine virale, est essentielle à la création du placenta chez les mammifères.

📖 5. Antibiorésistance et applications médicales

★ À maîtriser

• Lorsqu’un antibiotique est administré, les bactéries sensibles sont éliminées, les bactéries résistantes survivent et se multiplient, puis certaines transmettent leurs gènes de résistance à d’autres bactéries.

• Chez les staphylocoques dorés responsables de maladies nosocomiales, certaines souches ont acquis une résistance à certains antibiotiques, principalement par des plasmides transmis lors de la conjugaison.

• Pour produire une molécule d’intérêt pharmaceutique, on transfère un gène d’intérêt dans des cultures bactériennes, on isole les bactéries qui l’ont assimilé, puis on les met en culture afin qu’elles produisent la molécule, comme l’insuline.

Compléments

• Certaines bactéries sont naturellement insensibles à un antibiotique, ce qui rend l’antibiorésistance initialement naturelle.

• La gravité d’une infection bactérienne dépend de la souche responsable, de la rapidité du traitement et de l’état de santé général du patient.

💡 Astuce mémo

Antibiotique → élimination des sensibles → multiplication des résistantes

📖 6. Endosymbiose et diversification cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Endosymbiose : L’endosymbiose est une symbiose entre deux organismes vivants dans laquelle l’un est contenu par l’autre; l’organisme internalisé est appelé endosymbiote.

★ À maîtriser

• Lors d’une endosymbiose, la cellule hôte intègre une partie du génome de l’endosymbiote; celui-ci peut devenir un organite et permettre à l’hôte d’acquérir un nouveau métabolisme.

• Dans les années 1960, Lynn Margulis propose une origine endosymbiotique pour certains organites, notamment les mitochondries et les chloroplastes; cette théorie, d’abord mal accueillie, est aujourd’hui admise et étendue à d’autres organites.

Compléments

• Selon la théorie endosymbiotique, des procaryotes incorporés par des cellules plus volumineuses auraient donné naissance aux mitochondries et aux chloroplastes.

• Dans l’association endosymbiotique, la cellule hôte fournit des nutriments aux micro-organismes incorporés, qui lui apportent de nouvelles capacités et favorisent son adaptation à l’environnement.

• L’endosymbiose a permis aux cellules hôtes d’acquérir de nouveaux métabolismes, notamment la respiration et la photosynthèse.

📖 7. Arguments de la théorie endosymbiotique

★ À maîtriser

• Les mitochondries et les chloroplastes possèdent une double membrane : la membrane externe ressemble davantage à la membrane plasmique eucaryote, tandis que la membrane interne ressemble davantage à une membrane bactérienne.

• Les mitochondries et les chloroplastes possèdent une partie de leur propre ADN et sont donc qualifiés d’organites semi-autonomes.

• L’appauvrissement génétique des mitochondries et des chloroplastes par rapport aux bactéries originelles s’explique en partie par le transfert de matériel génétique de l’endosymbiote vers l’ADN de la cellule hôte, notamment dans son noyau.

Compléments

• La taille des mitochondries et des chloroplastes est semblable à celle d’une bactérie.