6. La génétique bactérienne Flashcards
Quels sont les 3 mécanismes bactériens d’échange d’ADN, soit les 3 types de transfert génétique horizontal (TGH)?
Transformation, conjugaison, transduction.
Sur quoi les mécanismes bactériens d’échange d’ADN ont-ils un impact?
Sur les génomes et sur la résistance aux antibiotiques.
Comment se définit l’étude de l’hérédité? Est-ce un phénomène où les caractéristiques varient?
Se définit par la transmission de l’information génétique de génération en génération. Oui, certaines causes provoquent des variations des caractéristiques.
Nomme et explique les avantages des bactéries qui ont permis la contribution de la génétique bactérienne. (4)
- Population augment en peu de temps (g +/- 20 minutes).
- Ce sont des haploïdes : 1 chromosome, expression rapide des modifications.
- Techniques permettant la détection d’événements génétiques rares.
- Types métaboliques nombreux (relation gènes/enzymes de voies métaboliques, unité de la biochimie).
Explique la transmission de l’information génétique et explique les caractéristiques de cette dernière.
- La transmission de l’information génétique est la réplication du matériel génétique qui résulte en la production d’une copie grâce à des mécanismes de réparation et d’édition.
- Elle est rapide et précise.
Pourquoi est-ce que la transmission de l’information génétique doit être précise?
Puisque la précision de ce processus permet la stabilité des caractères des espèces.
Pourquoi y a-t-il des variations dans les caractères génétiques des espèces?
Puisque les espèces s’adaptent à l’environnement. Ils expriment les gènes de façon optimale en modifiant l’expression du matériel génétique.
VRAI OU FAUX? Les modifications du phénotype sont irréversibles.
FAUX, c’est réversible puisque le matériel génétique n’est pas altéré. Retour au phénotype original, adaptation = phénomène fréquent.
Pourquoi les cellules bactériennes expriment-elles seulement l’information génétique optimale aux conditions environnementales (gènes essentiels/utiles)? Donne un exemple.
- Puisque c’est une dépense d’énergie inutile d’exprimer toute l’information génétique simultanément. Pas utile d’exprimer un gène si on n’en a pas besoin.
- Ex : Respiration vs fermentation en présence d’O2 (anaérobies facultatives)
Comment appelle-t-on les modifications du génotype? Est-ce fréquent? Qu’est-ce que le gène?
- Mutations (de l’ADN) : modification de la séquence nucléotidique → modification de l’information génétique.
- Évènement rare
- Gène : unité d’information
De quoi sont composées les séquences d’ADN? Sont-elles générales?
- Composées de nucléotides ATGC → de protéines ou d’ARNr stables.
- Ce sont des séquences très précises.
Quel est le produit final de l’introduction d’une mutation dans une séquence ATGC?
Un ARN stable (ribosome de transfert) ou une protéine.
Quel est l’effet de l’introduction d’une mutation dans le code génétique?
Conséquences importantes sur le produit final (ARN ou protéine). Dégénérescence du code génétique.
De quoi est composé le code génétique (nombre de codons et d’acides aminés)?
64 codons et 20 acides aminés.
Quelles sont les 3 types de mutations ponctuelles? Explique-les.
- Transitions (remplacement d’une purine par une purine AG ou d’une pyrimidine par une pyrimidine CT).
- Transversions (purine en pyrimidine ou vice-versa, changement de famille de nucléotide).
- Insertions/délétions (changement de cadre de lecture : lecture différente du message → protéine non fonctionnelle comme produit final).
Quelles sont les caractéristiques des modifications du génotype IN VIVO?
Ce sont des événements spontanés et rares. Fréquence d’environ 10 exposant -8 /gène/génération.
Quelles sont les caractéristiques des modifications du génotype IN VITRO?
Augmentation des fréquences avec des agents mutagènes (agents chimiques ou physiques comme des UV agissant sur l’ADN). Mutants sont des avantages en laboratoire.
VRAI OU FAUX? Les mutations sont des adaptations de l’environnement.
FAUX, car les adaptations à l’environnement ne modifient pas le matériel génétique.
Qu’ont montré Esther et Joshua Lederberg en 1952, découverte qui leur a valu un prix Nobel en 1958?
La technique des répliques (isolement de mutants en absence de l’antibiotique → essor de la génétique bactérienne). Ils ont montré que les organismes bactériens ont un matériel génétique stable qui permet de mettre en évidence les mutations. Organismes bactériens ne font pas que d’adapter aux conditions environnementales.
Quelles sont les applications de l’étude des mutants? (4)
1- Comprendre leurs mécanismes d’action (soit la tolérance à une substance inhibitrice).
2- Étude de la modification des capacités de fermentation (augmente ou diminue).
3- Comprendre les déficiences nutritionnelles (voies de biosynthèse).
4- Comprendre la biosynthèse des structures (capsules, pili..)
Comment se reproduise les bactéries? Qu’en résulte-t-il?
Scissiparité/transmission verticale (asexuée), on obtient deux copies identiques à la mère.
Quelle est l’avantage des mécanismes d’échange du matériel génétique? Qu’est-ce qui est requis pour que le matériel génétique soit échangé?
- L’accélération de l’évolution.
- Le matériel génétique doit être intégré au chromosome afin de se répliquer et d’être transmis aux cellules filles.
Qu’est-ce que la recombinaison du matériel génétique?
L’intégration de l’ADN exogène dans le génome et le réarrangement du chromosome suite à un échange de matériel génétique entre 2 organismes. De cette façon, l’ADN exogène est transmis aux cellules filles.
Où se produit la recombinaison chez les diploïdes? Quelles sont les conditions pour que cela se produise?
- Se produit entre deux chromosomes.
- Les chromosomes doivent être des gènes homologues, c’est-à-dire avoir des séquences similaires et être de la même espèce (ou apparenté).
Pourquoi est-ce que la recombinaison est essentielle pour la transmission de génération en génération?
Car la scissiparité permet la production de copie et permet aux deux cellules filles d’hérité du matériel génétique. S’il n’y a pas de recombinaison, l’une des deux cellules filles n’a pas de matériel génétique → conséquence exponentielle sur une population de bactéries.
Qu’arrive-t-il à l’ADN exogène s’il y a absence de recombinaison? Quelle est l’exception?
- Dégradation de l’ADN exogène.
- ADN exogène survie s’il est autoréplicatif.
Qui a découvert la transformation bactérienne? En quelle année? Avec l’aide de quelle bactérie?
- Griffith en 1928
- Avec la bactérie “streptococcus pneumoniae”
Comment Griffith a-t-il découvert la transformation bactérienne? Est-ce transmissible?
- Études colonies rugueuses ou lisses, présence d’une capsule, pathogénicité?
- Il s’est aperçu que les colonies rugueuses étaient non capsulées et non pathogènes et que les colonies lisses étaient capsulées et pathogènes.
- Dans une culture pure, les colonies lisses sont devenues des colonies rugueuse (mutation afin d’avoir une baisse de la pathogénicité). Transmissible aux cellules filles.
Qu’est-ce que le principe transformant? Comment l’as t-on découvert? Quel est la chose la plus importante de ce principe?
- Principe que les bactéries ont des mécanismes de transformation.
- Études sur les cellules acapsulées : transformation en cellules capsulées-virulentes.
- Il y a une molécule porteuse de l’information génétique : c’est ce qui permet à une bactérie de retrouver sa capacité à être pathogène.
Qui a découvert le principe transformant? En quelle année? Comment?
- Avery, Macleod et McCarthy, 1944.
- Prouvent que l’ADN est responsable de porter l’information génétique. Traitement des cellules acapsulées bouillies, traitement avec des protéases et de la RNase = +++, DNase dépourvue de protéase = transformation -.
Quel est le rôle des cellules compétentes (état transitoire)?
Capture et transport de l’ADN.
L’ADN libre est sensible à… ?
La DNase car il est peu stable.
Qu’implique l’intégrité de l’ADN nu dans le milieu?
Un temps de demi-vie très court et des cellules donatrice/réceptrices à proximité sinon dégradation de l’ADN nu par les molécules de l’environnement.
VRAI OU FAUX : la transformation bactérienne est fonctionnelle en nature.
VRAI, permet l’échange du matériel génétique.
Qui a découvert la conjugaison? En quelle année? De quoi se sont-ils inspirés?
- Lederberg et Tatum, en 1946.
- Inspiré des croisements chez “Neuraspora” (mycète eucaryote).
Quelle expérience a permis la découverte de la conjugaison? Quel a été la critique de cette expérience?
- Le croisement de deux souches D’E. coli (procaryote) autotrophes, pour deux demandes nutritionnelles différentes. Croisement d’une souche His - et d’une souche Leu - → étalements sur milieu minimum (sans His ni Leu) → colonies.
- Critique : colonies = échange de matériel génétique ou présence de révertants?
Qu’est-ce qu’une bactérie auxotrophe? Pourquoi cela se produit?
C’est une bactérie qui a une seule demande nutritionnelle supplémentaire par comparaison à la souche mère. Cela se produit, car certains mutants ont perdu la capacité de biosynthèse.
