La transmission de l’information génétique (2)
Transmission au cours de la reproduction
Flux d’information non conservatif
• Flux de génération en génération : non conservatif
Cellule œuf
ADN
Cellules sexuelles
ADN
Cellules sexuelles
ADN
Fécondation et transmission de L’IG
• Fécondation nécessite un autre processus pour éviter que le nombre de chromosome ne double à chaque génération : la méiose
• La méiose comme la mitose est précédée d’une phase de réplication de l’ADN
Méiose zygotique
• La méiose suit immédiatement la fécondation
• Le zygote est la seule cellule diploïde
• L’organisme est haploïde
• Algues, champignons• Cycle haplophasique
Méiose gamétique
• Méiose retardée• Gmaètes seules cellules
haploides• Animaux• Cycle diplophasique
Méiose sporique
• Individu diploïde produit des spores haploïdes qui subiront la méiose
• Cycle haplo-diplophasique
• Plantes et algues
Etapes de la méiose
• Méiose est la succesion de 2 divisions cellulaires mais une seul réplication
• La quantité d’ADN par rapport au départ (avant réplication) est donc divisé par 2 tous comme le nombre de chromosome
Etapes des la méiose
• Prophase I• Métaphase I• Anaphase I• Télophase I• Prophase II• Métaphase II• Anaphase II• Télophase II
• La prophase I est elle-même divisé en plusieurs phases : – Leptotène– Zygotène– Pachytène– Diplotène– diacinèse
Etapes de la méiose
Etapes de la méiose au MO
Prophase I : vue d’ensemble
Prophase I : leptotène
• Chromosomes se condensent
Prophase I : Zygotène
• Appariement des chromosomes homologues via complexe synaptonémal
• Stade du bouquet : chromosomes fixés à l’enveloppe nucléaire et forme un bouquet
• (ikebana chromosomique)
Complexe synaptonémal
• 2 chromosomes maintenus par protéines et enzymes : forme un bivalent ou tétrades
Prophase I : Pachytène
• Apparaissent des amas denses : nodules de recombinaison : chro paternel et maternel effectuent des enjambements : 2-3 par paire de chro chez l’Homme
Nodules de recombinaison
Prophase I : diplotène• Disparition du complexe
synaptonémal• Éloignement des chromatides
qui restent accolées au niveau des enjambements ou chiasmas
• Premier blocage méiotique au cours de la gamétogénèse femelle mammifère
• Transcription très active : chromosome en écouvillon des batraciens
Prophase I : diacinèse
• Chromatides se détachent de l’enveloppe nucléaire
• Chromatides se condensent et deviennent visibles
Evolution du complexe synaptonémal durant prophase I
TRANSMISSION DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE CHEZ LES BACTÉRIES
Transfert horizontal de l’IG
• Transfert horizontal de l’IG bactérien selon 3 modalités (en + de transfert vertical par mitose) :
– Conjugaison– Transduction– transformation
Conjugaison
Expérience de Lederberg et Tatum (1946)
• Mise en évidence d’une recombinaison de gène entre les 2 souches
• Fréquence de mutation est de 10-6 => obtenir des recombinants par mutation est très rare (10-12 si 2 gènes et 10-18 si 3 gènes)
Expérience de Davis en 1950
• Nécessité d’un contact physique entre les 2 colonies pour obtenir des recombinants
• Plusieurs pression et aspiration de suite pour mélanger les milieux sans passage de bactéries
Hayes 1953
• Il utilise les souches de Tatum résistantes ou non à la strepto
• L’apparition de recombinants nécessite la survie de souche A : receveuse (femelle)
• Souche B : donneuse : male
Le facteur sexuel F
• Faculté à donner de E.coli peut être perdu et retrouver facilement
Þ Facteur héréditaire F (facteur de fertilité)
Þ Donneuse : F+Þ Receveuse : F-
Facteur F est en réalité un plasmide
Expérience de Cavalli-Sforza (1953)
• Croisement F+ X F- => recombinaisons 10-7
• Découverte de nouvelles souches, dérivées bactéries F+, capables de transfert avec fréquence x1000.
• Souches Hfr (haute fréquence de recombinaison)
• croisement Hfr X F- => bactéries F- ne deviennent pas F+ ou Hfr.
• Chez bactéries Hfr, le facteur F n'est plus autonome : intégré au chromosome (épisome)
Wollman et Jacob (1957)
• Chronologie du transfert des gènes chromosomiques lors d'un croisement Hfr X F- par technique des conjugaisons interrompues.
•
• Résultats : – Plus le temps de contact
est long, plus le nombre de gènes transférés est important.
– Pour une souche Hfr donnée, les allèles de la bactérie donatrice sont acquis par la bactérie réceptrice selon une séquence spécifique.
Allan Campbell
• Transfert génétique s’opère a partir d’un point précis appelé origine O et procède de façon linéaire
• => Carte de liaison génétique en utilisant le temps comme unité (10 min =10 U)
Transfert du facteur F
Recombinaison Hfr
Lignée F’ et sexduction (Adelberg1959)
La transformation(expérience de Griffith, 1928)
• Mise en évidence d’un principe transformant de souche R en souche S (virulence lié à polysaccharide surface qui donne aspect smooth)
Avery, McLeod et Mc Carthy (1944)
• L’ADN est l’agent qui détermine la présence de polysaccharide en surface et donc ADN est le matériel génétique
Transformation et quantité d’ADN
• Transformation naturelle nécessite bactérie compétente, capable de capturer un fragment d’ADN de l’extérieur
• Transformation artificielle : technique de biologie moléculaire pour modifier patrimoine génétique de bactérie – Électroporation– Microbilles + ADN
La transduction (Zinder et Lederberg en 1952)
• Filtre entre 2 souches : empêche contact (pas de conjugaison)
• Variation taille des pores : agent responsable => taille virus
• Autres arguments en faveur de implication phage P22 déjà connu à l’époque
Les bacteriophages
Rappel cycle bactériophage
• Cycle lytique• Bactériophage virulent
(T4, T2)
• Cycle lysogénique
Intégration du phage doit entrainer une augmentation de la distance génétique des 2 gènes adjacents : vérié par les expériences.
La transduction généralisée
La transduction spécialisée
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