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Introduction à la génétique bactérienne
L'histoire de la génétique a connu cinq grandes étapes :
L'étude des procaryotes a initialement permis d'établir le rôle de l'ADN (Avery, MacLeod et McCarty). Ultérieurement, elle a conduit au développement des bases de la méthodologie génétique et à l'établissement de nouvelles stratégies telles que le clonage des gènes ou l'utilisation d'outils génétiques (plasmides, phages, cosmides, etc.).
La variabilité du génome bactérien est due aux mutations et aux transferts horizontaux de gènes. Toutes ces modifications génétiques sont la source de la variabilité génomique qui est à la base de l'évolution.
Mutation
La stabilité des caractères héréditaires repose sur l'intégrité de l'information portée par l'ADN. L'ADN est soumis en permanence à des agressions physiques et chimiques susceptibles de l'altérer. Pour remédier aux dommages subis, la cellule bactérienne possède des systèmes enzymatiques de réparation : réparation par excision-resynthèse, réparation par recombinaison et réparation SOS (voir l'enseignement de Biologie moléculaire). En dépit de ces systèmes de réparation la molécule d'ADN peut être modifiée ce qui donne lieu aux mutations.
Transfert de gènes
Un transfert génétique se fait d'une bactérie donatrice de matériel génétique (exogénote) à une bactérie réceptrice dont le génome constitue l'endogénote. La bactérie réceptrice peut acquérir des caractères nouveaux ce qui suppose que l'exogénote soit exprimé par la bactérie réceptrice et qu'il soit transmis à la descendance. Les bactéries ne restent pas indifférentes à la pénétration d'un ADN étranger et elles mettent en œuvre des mécanismes de protection connus sous le nom de phénomène de restriction-modification (voir l'enseignement de Biologie moléculaire). La restriction-modification permet à des bactéries d'échanger leurs informations génétiques sans qu'elles soient pour autant capables d'incorporer n'importe quel fragment d'ADN.
. La transformation fait intervenir de l'ADN bicaténaire libre qui est capté par une bactérie réceptrice avant d'être éventuellement intégré au chromosome.
. La transduction est un transfert effectué par des bactériophages (virus spécifiques des bactéries). Selon les bactériophages, la transduction est un phénomène généralisé (n'importe quel gène est susceptible d'être transféré à une bactérie réceptrice) ou localisée (le transfert ne concerne que quelques gènes dont la nature est variable selon le bactériophage).
. La conjugaison est un trasnfert à déterminisme plasmidique qui s'effectue entre des bactéries "sexuellement" différenciées et qui nécessite un contact étroit entre bactéries.
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