la complexification des génomes

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2020 Manuel SVT Terminale spécialité Antoine Pomella Libération du phage et infection Bactérie infectée Transfert viral Transformation des pneumocoques R en S Bactérie donneuse ADN (chromosome) plasmide O 23 -pont cytoplasmique Échange de plasmide Bactérie receveuse Conjugaison © Belin Education/Humensis, 2020 Manuel SVT Terminale spécialité Ⓒ Amélie Veaux Il peut y avoir des échanges de gène entre population de bactérie. Ces échanges sont qualifiés de transfert horizontal et peuvent se faire selon diverses modalités. On peut en signaler 3: transformation, transfert viral, conjugaison. Les transferts horizontaux chez les bactéries peuvent être à l'origine de l'acquisition d'une résistance aux antibiotiques transféré d'une souche à une autre. Une conséquence positive : on peut transformer des bactéries pour leur faire produire des protéine médicament comme l'insuline pour le traitement du diabète. III. Les endosymbioses chez les eucaryotes Eucaryote : organisme avec des cellules possédant des noyaux Endo: à l'intérieur Exo: à l'extérieur Symbiose relation que l'on appelle un bénéfice réciproque ou on a une association très étroite entre 2 organismes Symbionte: organise qui sont en symbiose Hôte: celui qui accueille l'autre organisme Endosymbiose: (symbiose à l'intérieur): organisme qui est en symbiose avec un autre mais l'un et dans l'autre (exemples : les coraux) => On parle d'endosymbiose quand le symbionte est à l'intérieur des cellules de l'autre. Les zooxanthelles sont des algues unicellulaires qui font la photosynthèse et qui sont à l'intérieur des coraux. Blanchiment du corail : coraux perdre leur symbionte, expulse leurs zooxanthelles Quand température eau augmente, coraux expulse leurs zooxanthelles. Une cellule eucaryote est une cellule qui a des organites. Certains que l'on appelle organites énergétiques (les mitochondries et le chloroplaste). Il existe une théorie qui s'appelle la théorie endosymbiotique de l'origine des organites qui dit que les chloroplastes et les mitochondries sont les héritages d'une ancienne endosymbiose qui remonterait il y a un peu près 2 milliards d'années. Les cellules procaryotes existent depuis 3,8- 3,5 milliards d'années. Cellules bcp plus simple, pas d'organite. Ces cellules seraient entrées en symbiose entre elle. https://www.youtube.com/watch?v=H4UfHSRUIPO La théorie endosymbiote, elle propose que les chloroplastes dérivent de cyanobactérie qui sont des procaryotes photosynthétiques et que les mitochondries dérivent de bactérie (procaryotes) capable de réaliser la respiration. Arguments en faveur de cette théorie : Les mitochondries et les chloroplastes se multiplient dans la cellule par une division qui ressemble à la division des bactéries. Les mitochondries et les chloroplastes ont leur propre ADN. Les organites possèdent un génome. ● ● ● ● ● Le génome de ces organites (mitochondries et chloroplastes) c'est une molécule d'ADN circulaire comme le génome des bactéries Les mécanismes de traduction et de transcription se passe comme chez les bactéries et pas comme chez les cellules eucaryotes. Dans organite on a ribosome qui permette l'expression du génome qui ont exactement la même structure des ribosomes des procaryotes et qui sont différents des ribosomes des cytoplasmes des cellules eucaryotes. Organite et mitochondrie sont entourés de 2 membranes: la membrane interne qui est le vestige de la membranaire bactérienne et la membrane externe qui est le vestige de la membrane de phagocytose. Chromatographie : permet de séparer les pigments chlorophylliens qui se trouve dans une cellule Réaliser chromatographie pour une cyanobactérie et une plante terrestre actuelle On va comparer les pigments extrait des 2 organismes. Si on trouve les mêmes on a un argument en faveur de la théorie. Compare les séquences de la sous unité L de la rubisco chez une cyanobactérie et chez des plantes terrestres supérieur. Si le taux de similitude est supérieur à 20%, il s'agit de séquence homologue provenant d'un même gène ancestral. Si les chloroplastes sont d'anciennes cyanobactérie, on devrait observer des pourcentages supérieurs à 20%. Tableau de comparaison des séquences de la sous-unité L de la rubisco en % Matrice d'identité : (pourcentage d'identités) identités noms complets Rubisco L (cyanobactérie) Rubisco L (maïs) Rubisco L (épinard) Rubisco L (cyanobactérie) Rubisco L (maïs) Rubisco L (épinard) 81,62 77,87 100 89,73 89,73 100 77,87 81,62 Source: image personnelle Identité globale : 86,16 % Le pourcentage d'identités est calculé en divisant le nombre d'identités (matchs) par la longueur de l'alignement. Les gaps communs aux 2 séquences sont décomptés de cette longueur, ainsi que les gaps consécutifs qui ne sont comptabilisés qu'une seule fois. 100 On retrouve dans les chloroplastes dans les plantes supérieur des pigments identiques à ceux des cyanobactéries: caroténoïdes, phéophytine, chlorophylle a. les chloroplastes peuvent donc être d'ancienne cyanobactérie. Les chloroplastes contiennent aussi un nouveau pigment, la chloroplaste b qui n'est pas présent dans des bactéries La structure cellulaire est le point commun entre tous les êtres vivants. Il y a 3 grands groupes : les eucaryotes, les archées, les eubactéries. Génome nucléaire: le génome qui est dans le noyau Pour le maïs, le maïs est un eucaryote. Quand on établit une parenté en se basant sur les chromosomes du noyau, le mais se place parmi les eucaryotes. Quand on établit une parenté à partir des gènes des organites chloroplastes et mitochondries. On trouve qu'ils sont homologue à des gènes bactériens ce qui valide l'origine endosymbiotique de ces organites. Les endosymbioses transmissible de génération en génération explique l'origine des chloroplastes et des mitochondries. IV. Importance des transferts horizontaux dans l'histoire de la vie Le placenta permet des échanges entre le sang maternel et le sang du fœtus. L'exemple des syncytines montrent qu'un génome peut se complexifier en intégrant des gènes provenant d'un virus ou d'un autre organisme. Ces gènes peuvent continuer à s'exprimer et permettre l'acquisition de nouvelles fonctions comme la constitution d'un placenta dans la lignée humaine. Ces transferts horizontaux ont été fréquents au cours de l'histoire de la vie. Il repose sur l'universalité de l'ADN et du code génétique. 8% du génome humain est d'origine virale.