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La génétique bactérienne cours 5

Génétique bactérienne • Étude de l'hérédité et de la variabilité des bactéries • Support matériel de l'hérédité est le génome bactérien, la somme des gènes d'un microorganisme • Le gène est l'unité fonctionnelle de base de l'information génétique

Génétique bactérienne • Le génome bactérien est représenté par: § L'ADN chromosomique (y compris les gènes essentiels pour la survie ) § L'ADN plasmique (contenant les gènes qui codent les caractères de la souche qui donnent des avantages sélectifs) • génotype : toutes les informations codées dans le génome bactérien • phénotype : somme des caractères observés après l’interaction du génotype avec l'environnement

Le phénomène de la variabilité génotypique • Changement soudain, soumis aux descendants d'un ou plusieurs caractères, produit par deux mécanismes • mutation • transfert de l'ADN provenant d'un donneur à un accepteur La variabilité phénotypique • • • Est induite par l'interaction du génome avec les facteurs de l'environnement Est réversible et ne se transmet pas hérédité Est basé sur le contrôle de la transcription du gène et de la traduction d'ARNm dans la synthèse protéique par l’induction ou répression de ces gènes.

Mutation • Elle représente un changement dans la séquence de nucléotides dans un gène, causé par une erreur dans la réplication • C’est un événement rare, spontané et imprévisible • Les mutations accumulées par milliards d'années sont sous l'effet de la sélection naturelle, ce qui explique l'évolution des espèces • De nouveaux gènes résultant d'une mutation sont appelées «allèles» et occupent le même locus génétique le gène d'origine

Mutation Les mécanismes moléculaires de la mutation : • substitution d'une paire de bases par une autre paire, le remplacement d'un codon par un autre codon • insertion ou la délétion d'une ou plusieurs bases, avec le décalage du cadre de lecture

• Le taux de mutation = probabilité d'occurrence d’une mutation spontanée dans une population bactérienne – le taux de mutation est très rare (10 -7/10 - 9) mais peut augmenter dans la présence des mutagènes (chimiques ou physiques). • La fréquence des mutations = proportion d'un mutant donné dans une population bactérienne – la fréquence des mutants peuvent augmenter suivant la sélection § relative (mutant a une durée plus courte de génération § absolute (la présence d'un facteur d'environnement favorable pour le mutant, mais défavorable pour le reste de la population).

Les mutations bactériennes observées au laboratoire : § Des mutations de la morphologie des colonies bactériennes (variation S - R) § Des mutations nutritionnels § Des mutations entraînant une perte de facteurs de pathogénicité (les mutants S. pneumoniae avirulentes qui ont perdu leur capsule) § Des mutations qui conduisent au phénomène de résistance aux antibiotiques

Transfert de matériel génétique • Est un transfert d’ADN en sens unique, à partir d'une bactérie «donatrice» à une autre «réceptrice» • • L’exogenote = matériel génétique transféré L’endogenote = matériel génétique propre

Mécanismes de transfert génétique I. • • • La transformation bactérie «receptrice» est en mesure d'accepter l'ADN exogène de l'environnement, de bactéries mortes (état de compétence) l’exogenote doit fournir une structure bicatenaire et ne représentent pas plus de 1% de la taille du génome des bactéries phénomène a été découvert grâce à des expériences sur des souris avec Streptococcus pneumoniae, en 1928, et a été expliqué deux décennies plus tard.

II. La Transduction • transfert de l'ADN bactérien par des phages transducteurs • Il existe deux types de transduction : • généralisée (transfert aléatoire d'un fragment du génome bactérien) • spécialisée (le transfert de gènes bactériens situés près du site d'intégration du phages transducteur).

Conversion lysogénique • plus de données génétiques présentant des similitudes avec la transduction spécialisée (souches toxigene de Corynebacterium diphtheriae, Streptococcus pyogenes, etc. )

III. La conjugaison • transfert génétique de contact physique entre deux bactéries avec la polarité sexuelle différente • bactéries donatrices (mâle) a un plasmide conjugatif (facteur F +) gène codant pour la synthèse de pili sexuels, qui se fixe à des récepteurs spécifiques sur la surface d'un récepteur de la cellule (F-, le «féminin» )

Pili sexuels

Pili sexuels(E. coli)