Chapitre 13 - Les mécanismes de la variation génétique Flashcards
(90 cards)
1
Q
Objectifs
A
Objectifs : à la fin du cours, vous serez en mesure
- de comprendre les différents types de mutations
- de décrire les mécanismes de réparation de l’ADN
- d’expliquer différentes formes de recombinaison génétique
- de différencier les processus de transfert génétique et le transfert horizontal
- de décrire éléments transposables et les plasmides
- d’apprécier la notion de sexualité chez les bactéries, ainsi que les bactéries F+, F- et Hfr
- de comprendre la recombinaison de génomes viraux
2
Q
Rôle de l’ADN (générale)
A
Rôle de l’ADN: stabilité si transmission de génération à génération
Changement de nucléotides (mutations): certains sont néfastes , d’autres introduisent des changements, des variabilités nouvelles au cœur des processus de l’évolution.
3
Q
Transposons
A
Gènes qui peuvent sauter
4
Q
Les mutations et leurs bases chimiques
A
- Latin mutare: changer (modification héréditaire dans la séquence d’ADN)-Plusieurs types
- ->changement d’une seule paire de nucléotides
- ->addition, délétion d’une ou de 2 paires de nucléotides codants dans le gène.
5
Q
Ampleur des mutations
A
- Microlésions: mutations ponctuelles (1 seule paire de bases à un endroit donné)
- Macrolésions (5): insertion, délétion, inversions, duplications, translocations. Plus rares.
6
Q
Modalité de la mutation
A
- Mutations spontanées: occasionnellement, sans agent (inducteur) provocateur
- Mutations induites: agent mutagène (l’agent peut être de nature chimique ou physique et provoquer un changement génotypique ou phénotypique)
7
Q
Mutations spontanées
A
- Sans exposition à un agent externe.
- Peuvent résulter:
- ->Soit d’erreurs dans la réplication de l’ADN (ex: tautomérisation: isomères structuraux en équilibre et qui passent de l’une des formes à l’autre).
- ->Voir fig. 13.a
- ->Soit de l’action d’éléments mobiles comme les transposons
- -> Cétone —> Imine ou énol
8
Q
La tautomérisation et les mutations par transition
A
- Les bases sont en général sous forme de cétone
- Peuvent prendre une forme imine ou énol.
- Alors cela peut laisser de la place à des substitutions d’une purine par une autre d’une pyrimidine par une autre.
- A-T (2 L. hyd) et G-C (3 L.hyd) normalement
- AC (forme imine) - et GT (forme énol) : appariement de tautomères énoliques
9
Q
Substitution des bases
A
On a des
- Mutations de transition (purine remplace purine et pyrimidine remplace pyrimidine). -Sont relativement fréquentes.
- Des mutations par transversion (plus rares): purine remplace pyrimidine ou l’inverse.
- Les mutations spontanées peuvent résulter de lésions de l’ADN ou d’erreur de réplication.
10
Q
Purines
A
GA
Guanine
Adénosine
11
Q
Pyrimidines
A
CUT
Cytosine
Uracil
Thymine
12
Q
Additions et délétions
A
- Possibilité de perte de base: le nucléotide purique est dépuriné. Le site apurinique ne s’appariera pas normalement.
- Perte de pyrimidine: formation d’un site apyrimidique
- Des radicaux libres ou du peroxyde modifient les bases (ex: G s’oxygène et s’apparie avec avec A et non avec C (formes réactives de l’oxygène)
- Glissement
- Les mutations se font au hasard indépendamment de la présence de tout agent. Spontanées. Les insertions inactivent les gènes. Très fréquents chez E. coli.
- Mais on a aussi émis des hypothèses de mutations dirigées ou adaptatives “choisis: par la bactérie (par ex. bactéries dans un milieu avec lactose)
- Hypermutation en cas de privation, de stress nutritionnel. Les bactéries peuvent faire de nombreuses mutations et celles qui marchent vont faire que les plus adaptées vont survivre
13
Q
Mutation induites
A
- Tout agent qui endommage l’ADN, modifie sa chimie ou interfère avec son fonctionnement induira des mutations.
- Plusieurs types d’agents mutagènes: tableau 13.1
a) Les analogues de base - ->Les agents qui modifient l’ADN
b) Les agents d’intercalation
c) Les agents physiques (radiation)
14
Q
Les analogues de base
A
- Ressemblent aux bases normales et peuvent être incorporées dans la chaine polynucléotidique en croissance lors de la réplication de l’ADN.
- Ils ont des capacités d’appariement différentes et donc engendrent des mutations stables.
- Ex: 5 Bromo uracyle est un analogue de la thymine. Il a un tautomère qui permet une liaison T-G et non TA, car il passant de la forme cétone à la forme énol.
- Forme énol de 5-bromouracil établie des ponts H avec Cytosine et non Adénosine.
- Forme cétone de 5-bromouracil se lie avec adénine
15
Q
5-bromouracil se lie
G et non à A
A
-Se lie premièrement à A, puis G, puis A ou G
16
Q
Les agents qui modifient l’ADN
A
- Changent la structure d’une base et altèrent ses propriétés d’appariements.
- Méthyl nitrosoguanidine: ajoute des CH3 à la Guanine, modification s’apparie avec la Thymine
- Hydroxylamine – hydroxyler un carbone de cytosine, ce dernier va se lier avec T au lieu de G
17
Q
Les agents d’intercalation
A
-Déforment l’ADN provoquant ainsi des insertions et des délétions
d’une seule paire de nucléotides.
-Exemples d’agents d’intercalation:
–>Les acridines (proflavine et orange d’acridine)
–>De nombreux mutagènes sont cancérigènes; endommagent les bases à tel point que l’ADN ne peut plus servir de matrice pour la réplication.
–>Les radiations
UV: provoquent la formation de dimères de thymine entre pyrimidines adjacentes (fig. 13.5)
–>Radiations ionisantes, RX, aflatoxine B1 ((alflatoxine dans les arrachides, Aspergilius flavius, cancer primitif du foie) et les benzopyrènes causent la délétion de bases, cassures de brins ou de chromosomes
18
Q
Dimères de thymine
A
Possibilité de réparation, sinon il se transmet
19
Q
Effet des mutations
A
-Mutation directe: le type sauvage (phénotype/génotype) passe à un type mutant
-Peut être réversible (restaure le changement survenu)
–>au même site
mutation réverse
–>à un autre site: mutation suppressive
a) Supressive intragénique: au sein du même gène
b) Supressive extragénique: sur un gène différent
20
Q
Mutations de gènes codant pour une protéine
A
Mutations silencieuses
Mutations faux-sens (mis sense)
Mutations non-sens
Mutations par déphasage (ou glissement du cadre de lecture) fig. 13.6 Frameshift
Mutations morphologiques
Mutations létales
Mutations conditionnelles (environnement)
Mutations biochimiques (auxotrophes, protrophes)
Mutants de résistance: antibiotiques, agents chimiques
21
Q
Déphasage
A
- Entraine un délétion ou addition
- Mutations généralement néfastes et donnent des phénotypes mutants (protéines non fonctionnelles)
- Peptide tronqué (codon Stop ou non sens.
- Possibilité de réparer suite à une mutation suppressive intra génique
22
Q
Mutations létales
A
-Entrainent la mort
23
Q
Mutations conditionnelles
A
- Se passe dans des certaines conditions, permissives
- Par exemple, la température
24
Q
Mutations biochimiques
A
- Dans une chaine de mutations chimiques
- Mutant auxotrophes
- -> Ont besoin d’une molécule en particulier pour croitre car ont perdu cette capacité.
- Mutant protrophe
- -> Mutant incapable de croître dans un milieu minimal à moins que la molécule manquante ne soit fournie. – C, N,. Ph (différent de la souche sauvage organotrophe)
25
Mutant de résistance
- à un antibiotique ou un agent chimique.
| - Auxotrophes et mutants de resistance sont importants en génétique microbienne.
26
Mutations dans les séquences régulatrices
- Celles qui se produisent dans des séquences de protéines régulatrices responsables du contrôle de l’expression génétique
- Ex: lac opéron chez E. coli
- La mutation sur le site opérateur donne des séquences qui ne sont plus reconnues par le répresseur. Donc les gènes de la β galactosidase sont transcrits de manière continue.
27
Mutations dans les gènes des ARNt et ARNr
- Modification du phénotype en désorganisant la synthèse protéique
- Croissance ralentie
- Des cas de mutations sur l’ARNt (mutation suppressives) peuvent rétablir la croissance normale ou presque normale
28
La détection et l’isolement des mutants
- Observer le phénotpe obtenu (albinos ou pigmenté)
- Phénomène rare (10-7 – 10-11) mais possible et même inductible (10-3 ou 10-6)
- La réplique sur boite
29
La réplique sur boite
Exemple : Isoler un auxotrophe pour la lysine
- Des mutants sont produits par traitement d'une culture par un mutagène
- La culture qui contient le type sauvage et des auxotrophes est étalée sur milieu complet.
- Après dévéloppment des colonies, une piece de velours stérile est pressé contre la surface de la gélose, pour y prélever des bactéries de chaque colonie.
- Le velours est ensuite pressé contre la surface d'autres boites, et les organismes y sont transférés dans la même position que sur la boite mère.
- On localise les colonies Lys- qui poussent sur la réplique sur milieu complet. Ces auxotrophes peuvent alors être isolés et cultivés.
30
Auxotrophe
-Inabilité de synthétiser un produit
31
Protrophe
-Capacité de synthétiser tout ce qu'il a besoin
32
Sélection des mutants
- Préparation d'un culture (par exemple auxotrophe Lys-) traité par un mutagène
- Ce culture est incubé sur dans un milieu minimum contenant un peu de Lysine
- Protrophes de Lysine commence à croitre
33
Test d'Armes
- Même chose que la sélection des mutants, mais comparaison entre milieu minimum avec agent mutagène et sans mutagène.
- Avec mutagène produit plus de mutants, et donc plus de colonies Lys protrophe (par exemple)
- De nombreux agents cancérigènes sont aussi mutagènes.
- Test d’Ames: utilise plusieurs souches de Salmonella enteritica serovar typhimurium (mutation différence pour l’operon de la biosynthèse de l’histidine).
- L’ajout d’extrait de foie convertit les agents en produits cancérigènes.
34
La réparation de l’ADN (5)
1. Réparation par excision : dommages suite à des distorsions de la double hélice. Donc il faudra enlever la portion endommagée et la remplacer (2 modalités : nucléotide et bases)
2. Réparation directe : échanger des parties (comme un auto)
3. Réparation des mésappariement
4. Réparation par recombinaison
5. Réparation SOS
Être en mesure de réparer les changements qui peuvent être létaux.
Autocorrection par les enzymes de réplication: ex l’ADN polymérase. En plus de cela il y a les mécanismes signalés ci-dessus.
35
Réparation par excision de nucléotides
-Endonucléase: UVrABC élimine les bases endommagées et celles à côté
-UVrAB trouve l'endommagement
-UVrC couple enlève l'endommagement
-Trou rempli par ADN polymérase, scélé par ADN ligase
(ex : dimères de thymine)
36
La réparation par excision de bases
- Base anormale reconnu par ADN glycosylase, enlevé
- AP endonucléase trouve la base manquant, clivage de l'ADN du côté 5' de la base manquante
- ADN polymérase utilise 5'-->3' exonuclease pour enlever région endommagé, rempli de nouveau avec nouvelle ADN. -Scélé par ADN ligase.
37
La réparation directe - photoréactivation
Cleavage des 2 liaisons responsables pour la formation d'un dimère de thymine par une photolyase (enzyme activé par la lumière visible)
38
La réparation directe - transférase
Base méthylé est réparé (ou déméthylé) par un alkyltransférase. Groupment alkyl est pris par l'alkyl transférase.
39
La réparation des méappariements
- Corrigé par le système de réparation
- Implique MutS, MutL et MutH
- MutS trouve un mésappariement
- Complexe MutS/MutL s'attache au MutH qui se trouve sur un séquence d'ADN hémiméthylé
- MutH fait un cleavage dans le brin non méthylé.
- Exonucléase commence la digestion de ce site (non-méthylé) jusqu'à un peu plus loin du mésappariement
- ADN polymérase rempli le trou, scélé par ADN ligase
40
Réparation par recombinaison
-Corrige l’ADN endommagé où les 2 bases d’une paire manquent ou sont altérées ou s’il y a une brèche en face de la lésion.
-Exemple : brins AB et CD
--> Il y a un brèche dans le brin C
--> Par recombinaison, la région contenant une brèche dans le brin C sera échangé avec la même région du brin A
--> Protéine RecA coupe la séquence d'ADN matrice dans une molécule soeur et l'insère dans la brèce ou l'utilise pour remplacer le brin endommagé
--> La brèche dans le brin A est rempli par l'ADN polymérase et l'ADN ligase.
.
41
La réponse SOS
- Intervient quand les autres systèmes sont insuffisants pour la réparation complète.
- Dépend d’une protéine Rec A qui se fixe aux cassures simples ou double brin et aux brèches et redémarre la réparation par combinaison.
- Rec A détruit un répresseur protéique (LexA) qui régule négativement la fonction de nombreux gènes de réparation et de synthèse d’ADN
- LexA EST UNE PROTEINE REPRESSEUR QUI REGULE NEGATIVEMENT LA FONCTION DES GENSE DE REPARATION ET LA SYNTHESE D'ADN
42
LexA
PROTEINE REPRESSEUR QUI REGULE NEGATIVEMENT LA FONCTION DES GENES DE REPARATION ET LA SYNTHESE D'ADN
43
La création de la variabilité génétique (3)
1- La recombinaison chez les eucaryotes
2- Le transfert génétique horizontal chez les procaryotes
3- La recombinaison au niveau moléculaire
44
Recombinaison chez les eucaryotes
- Recombinaison (crossing over) se fait entre les chromosomes homologues (échange entre chromatides)
- Méiose s'ensuit pour donner 4 cellules haploides
- Deux sortiront avec le génotype parentale, deux sortiront avec le génotype recombinant
- Transfert génétique verticale
45
Le transfert génétique horizontal chez les procaryotes
- Procaryote accepte un exogenote (possède un endogenote)
- Conjugaison, transduction, transformation
- Peut résulter dans un exogenote intégré, clone diploid partielle, une cellule diploid partielle, ou l'exogenote pourra être détruit
46
La recombinaison au niveau moléculaire (Figure 13.18)
Insertion d'un morceau de matériel génétique dans le chromosome par l'incorporation d'un seul brin et formation d'un segment d'ADN hétéroduplexe (3 façons)
- La recombinaison homologue: échange réciproque entre une paire de nucléotides (voir le modèle de la cassure bicaténaire fig.13.17).
- La recombinaison localisée: intégration des génomes de virus dans les chromosomes de l’hôte. Concerne une petite région.
- La transposition: pas d’homlogie de séquence.
47
Recombinaison au niveau moléculaire - Recombinaison homologue (fig 13.17)
- Echange réciproque entre une paire de nucléotides (paries de molécules d'ADN qui ont la même séquence)
- Cassure bicaténaire
- ->Dégradation d'un brin par RecBCD à un site où le brin est clivé pour que les bouts sont à simple brin
- ->RecA utilisé promeut l'invaision d'un autre brin et la formation d'un boucle D
- ->Migration des brins et la résolution produit des chromosomes recombinant (ADN hétéroduplex, contient les deux brins parentaux) ou les chromosomes non-recombinant
- Enjambement
48
Les éléments transposables
- Morceaux d’ADN pouvant se déplacer (transposition) et s’intégrer dans différents sites des chromosomes.
- Transposons: éléments transposables ou gènes sauteurs (peuvent aller d’un place à une autre).
- Découverte en 1940 Barbara McClinton (Maïs). Prix Nobel 1983
- Ne requiert pas de zones étendues d’homologie entre le transposon et le site de destination.
49
Eléments IS (13.19a)
- Transposons les plus simples, contient gène transposase
- Séquences d'insertion
- IR : séquence répetée inverse
- DR : Séquence répétitive directes
50
Transposon composite (13.19b)
- Les transposons composites comportent des gènes supplémentaires, ne sont pas transposés séparément (deux séquences d'insertion, gène transposase et gène de résistance contre antibiotiques, par exemple)
- Ils se déplacent par simple transposition
51
Transposon réplicatif
-L'élément transposable est dupliqué durant la réaction. Donc, l'entité transposant n'est qu'une copie de l'élément originale.
52
Processus de transposition (2)
- Transposition simple (couple coller)
| - Transposition réplicative
53
Transposition simple
- Excision (transposase)
- Clivage d'un nouveau site
- Ligation (collage)
54
Mécanisme de transposase (transposition simple)
- Reconnaissance de l'élément transposable (100s-1000s bases) à partir des séquences répétées inverses
- Cleavage aux séquences répétées inverses
- Transport de l'élément transposable à l'ADN ciblé
- Catalyse cleavage étalé de l'ADN ciblé
- Elément transposable est inséré dans l'ADN ciblé
- Brèches sont rempli par ADN polymérase et ADN ligase
- Elément transposable se distingue du restant de l'ADN à partir des IR. Les séquences directes répétitives se trouvent sur l'ADN originale.
55
Mécanisme du transposition réplicative
- Transposase catalyse les coupures, un sur chaque brin (simple, haut et bas) de l'ADN cible et l'ADN avec le transposon
- Echange et connection des brins des deux ADN, cointégration des ADN
- Brèches rempli par ADN polymérase et scéllés par ADN ligase
- Résolvase catalyse la recombinaison entre les deux ADN. Le résultat est des structures d'ADN avec une copie du transposon.
56
Effets des éléments transposables (7)
-Provoquer des mutations ou stimuler un réarrangement d’ADN avec délétion de matériel
-Codons stop ou séquences de terminaison (blocage de la traduction et de la transcription)
-Activer ou inhiber l’expression de gènes
-Fusion de plasmides
-insertion de plasmide dans les chromosomes
-Evolution de plasmides: qui acquièrent des gènes de résistances aux antibiotiques: plasmide R. (avec possibilité de résistances multiples)
-Transposons conjugatifs: d’une cellule à une autre
Peut aussi s’intégrer dans le chromosome
57
Les plasmides bactériens
- Plasmide: ADN double brin autoréplicatif , indépendant du chromosome, stable et transmissible.
- Épisomes: plasmides libres ou intégrées.
- Plasmides conjugatifs: transmettent une copie à une autre bactérie via la conjugaison.
- Facteurs : plasmide conjugatif le mieux étudié.
58
Plasmide F
-Structure avec beaucoup de matériaux génétiques transmis par conjugaison
59
Intégration du plasmide F
Appariement du plasmide F à partir du séquence d'insertion qui se trouve sur ce dernier et le chromosome bactérien
60
La conjugaison bactérienne
- Preuves de la conjugaison: Lederberg et Tatum (1946)
- Le croisement F+ x F -
- La conjugaison Hfr
- La conjugaison F’
- Autres exemples de conjugaison
61
Expérience de Lederberg et Tatum
- La preuve de la conjugaison bactrienne
- Les souches auxotrophes pour certaines éléments ont été incubées dans des milieu minimales. Aucun croissance.
- Mélange des souches auxotrophes pour certaines éléments avec d'autre souches auxotrophes pour les éléments complémentaires a été incubé, croissance. FORMATION D'UN COLONIE PROTROPHE
62
Expérience du tube en U
- Bernard Davis (1950)
- Filtre entre les deux côtés d'un contenant en U, chaque côté contient un mélange de bactéries auxotrophes pour certaines éléments.
- Pression ou succion pour provoquer le transfert du milieu.
- Même si le milieu est transféré entre les bactéries, aucun transfert de gènes. Donc, preuve que les bactéries doivent se toucher pour transférer de l'information génétique (pilus sexuel et le contact physique)
63
Croisement F+ x F-
- On a observé que les souches F- devenaient F+ mais que les gènes chromosomiques bactériens n’étaient pas souvent transférés. Très peu de recombinaison du chromosome. (??)
- Le facteur F porte des gènes
- ->pour la formation de pilus sexuel
- ->pour le transfert du plasmide.
- ->Le pilus sexuel sert à établir le contact (voir fig13.28) entre les cellules F+ et F-
64
Mécanisme du cercle roulant
- Bactérie F+ forme un pili sexuel qu'il utilisé pour faire le contact avec un bactérie F-
- Le pili sexuel se contracte et tire le bactérie F- plus proche
- A partir du facteur couplant et le système de sécrétion type IV qui est construit, les deux cellules sont attachés
- Relaxosome fait un cleavage à l'origine de transfert du facteur F et commence en séparant un des brins d'ADN, -Le brin intact est repliqué à partir du mécanisme du cercle roulant
- Protéines accessoires du relaxosome sont rélachés. Le complexe ADN/relaxase est reconnu par le facteur couplant, puis transféré au système sécrétoire IV
- Système sécrétoire IV pompe le complexe ADN/relaxase au bactérie F-
- ADN entre le bactérie F-, puis il est copiée en double brin.
- Notez, F- devient F+, mais aucun recombinaison du chromosome (fréquence de recombinaison est faible parce que les chromosomes sont rarement transférés avec le facteur F indépendant).
65
Conjugaison Hfr (haute fréquence de recombinants)
- Transfert de gènes chromosomiques avec une très grande efficacité mais ne transforme pas les bactéries receveuses en F+.
- Le donneur est dit souche Hfr (haute fréquence de recombinants)
- Le facteur F est intégré dans le chromosome (et non libre) fig.13.28b
- FACTEUR F INTEGRE DANS LE CHROMOSOME.
- Durant l’intégration, celle qui est F+ possède le gène sous forme de plasmide. Les souches Hfr ont le facteur F intégré dans le chromosome.
66
Mécanisme Hfr x F-
- Le facteur F intégré du bactérie Hfr transfert en premier les morceaux du chromosome au lieu de se trasnférer lui-même à partir d'un coupure à l'origine de transfert sur le plasmide (par relaxosome), puis pompé par système de sécrétion IV
- Le transfert peut se faire dans le sens horaire ou antihoraire. Tout dépend de la position du F intégré.
- Le temps de transmission peut avoir un effet sur le montant du chromosome qui est transféré.
- L'exogène (cellule F- est maintenant un mérozygote) peut être soit incorporé dans le génome par recombinaison ou dégradé.
67
Système de secretion de type IV
- Codé par le facteur F
- Se place au début de la conjugaison
- Nommer ses parties (13.29)
68
Conjugaison F’
- Quand un plasmide qui était intégré se détache et emporte un morceau du gène chromosomique (erreur d’excision). Donc c’est un F transformé par rapport à l’original et porte le nom de plasmide F’ (fig.13.30a)
- Bref, , c'est un dé-intégration/excision d'un Hfr portant un peu du gène chromosomique
- Cellule receveuse devient une F' mérozygote partiellement diploide
- Importance:
- ->Diploïdie (dominant ou récessif)
- ->Cartographie (gènes voisins)
69
Similarité entre F'xF- et F+xF-
-Plasmide transféré est répliqué selon le modèle du cercle roulant, mais les gènes du chromosome ne sont pas transmis
70
Autres types de conjugaison bactérienne
- Plasmides autottransmissibles chez des Gram (+) sans intervention de pili
- Exemples :
- ->Bacillus
- ->Enterococcus
- ->Streptococcus
71
La transformation par l'ADN
- Griffith (1928)
- Transformation est l'absorption de fragments d'ADN ou d'une molécule d'ADN, libérés dans un milieu et incorporé dans le chromosome du receveur, une cellule compétente.
- Considéré comme une processus aléatoire.
- Toute portion du génome peut être transmise.
72
Expérience de Griffith
- Expliquer cellules souche S avec capsule morts en contact aves cellules souche R sans capsule vivant.
- Les deux isolés chez le souris.
73
Transformation bactérienne par des fragments d'ADN
-Absorption de l'ADN étrangère. Succès s'il y a l'intégration par recombinaison non-réciproque de l'ADN. Infructueux quand ADN est dégradé.
-Fréquence de transmission chez des cellules très compétentes = 10^-3
-Ce processus a lieu dans le sol et les écosystèmes aquatiques (biofilms)
_pourrait être provoqué artificiellement au laboratoire. Pilus n'est pas utilisé.
-Plusieurs facteurs d'influence
-->Stade de croissance chez Streptococcus pneumonia. Phase exponentielle de croissance durant laquelle la bactérie secrète une protéi ne appelée facteur de compétence qui stimule la production de protéines (8 à 10) réqis pour la transformation
-->Se passe chez Azotobacter, Bacillus, Haemophilus (moins discriminante que S. pneumonaie), Helicobacter, Neisseria, Pseudomonas
74
Transformation chez Streptococcus pneumoniae
- Streptococcus pneumoniae est assez discriminate avec la transformation. N'accepte que de l'ADN de souches apparentées.
- Fragment d'ADN ce lie à un récepteur
- Endonucléase extracellulaire coupe l'ADN dans les petites fragments
- Un brin de cet ADN est dégradé et un brin simple est transporté dans la cellule à partir d'un système d'absorption
- Brin d'ADN s'aligne avec un région homologue sur le chromosome bactérien
- Incorporation de l'ADN par recombinaison homologue
- ADN hétéroduplex est réparé pour exprimer le gène qui n'était pas active auparavant (lac- --> lac+)
75
ADN Hétéroduplexe
-Brins simples complémentaires pris des différentes sources/différents brins parentaux
76
Système d'absorption de l'ADN (Fig 13.33)
Neisseria gonorrhoeae (Gram -)
- PilQ : Aide au mouvement à travers la membrane externe
- PilE : Complexe de piline, déplace l'ADN à travers le périplasme et le peptidoglycane
- ComE : Se lie à l'ADN
- N : Nucléase qui coupe un des brins avant que l'ADN passe par le canal membranaire
- ComA : Forme le canal membranaire
Bacillus subtilis
- ComEA : Protéine qui se lie à l'ADN
- ComGC : Complexe de piline
- ComEC : Protéine de canal
- N : Nucléase qui coupe un des brins avant que l'ADN passe par le canal membranaire
- ComFA : ADN translocase, fait passer l'ADN dans le cytoplasme
77
Comment rendre compétent des bactéries?
- Artifices pour E. coli (rendre la membrane plus perméable)
- Électrochocs
- Chlorure de Calcium
- On le fait sur des souches qui n’ont pas de nucléases car ces dernières détruisent l’ADN.
- C’est plus facile d’utiliser la transformation par plasmide qui est plus difficile à attaquer. De plus, elles peuvent s’autorépliquer (13.31b).
78
La transduction
- Mode de transfert génétique horizontal dû à un virus.
| - Bref rappel: sur le cycles lytiques et cycles lysogènes
79
Prophage
-Génome viral intégré dans le chromosome de l'hôte
80
Bactéries lysogénisées
- Les bactériophages qui provoque ceci sont des phages tempérés et la relation avec l'hôte est la lysogénie
- Les bactéries lysogénisés sont des bactéries lysogènes
- Gènes bactériens inclus par erreur dans celui du virus. Le virus peut alors injecter ce gène à d’autres bactéries.
81
2 Types de transduction
- Généralisé
| - Spécialisé (restreinte)
82
Transduction généralisée
- Bactériophage injecte sont ADN dans la bactérie
- ADN de l'hôte est hydrolysé. L'ADN et les protéines du phage sont synthétisés.
- Assemblage des phages, ADN de l'hôte emballé
- Injection de l'ADN emballé par traduction
- ADN transduit fait la recombinaison avec le chromosome de l'hôte
- Problèmes d'éthique si utilisé comme traitement
83
Transduction spécialisée par un bactériophage tempéré
- Cellule lysogéné avec le prophage
- Prophage et quelques gènes bactériennes sort de l'ADN bactérienne
- ADN de l'hôte désintégré, replication de l'ADN virale+génome bactérien et assemblage des phages
- Lyse
- Phages injectent l'ADN dans un autre bactérie et deux choses peuvent arriver
1) ADN viral modifié peut s'intégrer dans le chromosome bactérien. Le chromosome contient donc de l'ADN virale et de l'ancien bactérie (Transduction moins stable)
2) Intégration des gènes bactériennes dans le chromosome de la bactérie. Seulement l'ADN de l'ancien bactérie est intégré dans le chromosome du bactérie présent (transduction plus stable)
84
La cartographie du génome
- Expérience de croissance interrompue
- Cotransformation
- Cotransduction
85
Expérience de croisement interrompu
- Cette expérience est par rapport au temps de croisement
| - Le temps de contact est très important. C'est un facteur qui décide le montant du gène qui est transféré.
86
Expérience de cotransduction
-Cotransduction est un transduction qui implique deux loci génétiques ou plus transportés par un seule bactériophage
87
Catre génétique
-Chaque gène a une place spécifique sur le chromosome
88
La recombinaison et la cartographie génomique des virus
- Expérience de Hershey et Chase
| - Plages de lyse
89
Expérience de Hershey et Chase, recombinaison
- Deux phages avec ADN marquées (T2 hr et T2 h*r*) infectent la même cellule
- Recombinaison entre l'ADN virale (hr, h*r, hr*, h*r*)
90
Plages de lyse
- Cellule infecté est lysé et rélache plus de phages
- Phages infectent les cellules entourantes
- Formation des plages de phages (trous dans le tapis)
