L'évolution de l'espèce humaine est garantie par la méiose des cellules germinales et leur union ultérieure (fécondation) : les nouvelles générations héritent ainsi pour moitié du patrimoine génétique du père et pour moitié de la mère.
Les bactéries se reproduisant de manière asexuée, par simple fission binaire, leur évolution est garantie par deux mécanismes principaux : celui des mutations et celui des recombinaisons.
MUTATION : événement aléatoire qui se manifeste par des altérations et des substitutions au niveau des séquences nucléotidiques qui composent le génome bactérien.
RECOMBINAISONS : dérivent de mécanismes de transfert de gènes : une bactérie donneuse transfère des séquences mucléotidiques à la bactérie receveuse, qui les intègre dans son génome selon un mécanisme de RECOMBINAISON HOMOLOGUE. Tout cela conduit à l'acquisition de nouvelles caractéristiques, telles que la capsule, la capacité à produire des toxines particulières, des facteurs de résistance aux antibiotiques, etc..
Chez la bactérie le génome est contenu dans le chromosome unique et parfois aussi dans des environnements extrachromosomiques, appelés PLASMIDS, qui ont la même structure superspiralisée, mais un diamètre plus petit.Les plasmides sont dotés d'une réplication autonome et peuvent coder, par exemple, pour des toxines, pili , adhésines, bactériocines ou facteurs de résistance; certains plasmides peuvent également s'intégrer dans le génome bactérien et devenir par la suite indépendants; dans ces cas, ils sont appelés EPISOMS. En général, donc, dans les plasmides, nous trouvons l'information génétique de caractères auxiliaires, non essentiels pour la survie de la bactérie.
Certains plasmides ont un spectre étroit d'hôtes potentiels, tandis que d'autres ont un spectre plus large (ce qui signifie qu'ils peuvent être transférés à différentes bactéries).
Pour transférer le matériel génétique, puis les plasmides ou les séquences génomiques, les bactéries ont élaboré trois mécanismes différents, appelés : transformation, conjugaison et transduction. À ceux-ci, un quatrième peut être ajouté, appelé TRANSPOSITION, par lequel le matériel génétique est transféré d'une zone du chromosome à une autre, ou du plasmide au chromosome, au sein de la bactérie elle-même.
Passage de fragments d'ADN libres, issus de la lyse bactérienne, vers une bactérie receveuse.
Transfert de gène par contact physique entre deux bactéries, dont la donneuse est appelée F+ (fertilité positive) et possède un plomb de conjugaison, tandis que la receveuse F-.
Le transfert est médié par un virus bactérien appelé bactériophage.
TRANSFORMATION : le processus de transformation peut être divisé en étapes distinctes :
1) lien entre l'ADN et la cellule
2) entrée de l'ADN dans la cellule
3) recombinaison d'ADN libre entrant dans la bactérie receveuse
4) expression phénotypique
Un ADN à transformer doit être :
1) double hélice
2) avec un poids moléculaire supérieur à 106 Dalton
3) avoir une "forte analogie avec l'ADN de la cellule receveuse
La cellule réceptrice, quant à elle, doit être dans un état physiologique appelé compétence. Une cellule est compétente lorsqu'elle est au terme de sa croissance exponentielle ou logarithmique ; dans cette phase, en effet, la synthèse protéique est maximale et les facteurs de compétence ( protéines qui permettent à l'ADN d'entrer).
CONJUGAISON : consiste en le transfert direct de matériel génétique par contact physique entre deux cellules bactériennes.
Certaines bactéries contiennent un plasmide, appelé facteur F, qui code pour les protéines qui forment la pile de conjugaison. Ce plasmide, doté d'une réplication autonome, possède des gènes qui lui permettent de se répliquer et de passer d'une bactérie F+ à une autre (F-).
Étapes de la conjugaison : Une bactérie F+ rencontre une bactérie F- et un pont de liaison se forme. À ce stade, le plasmide commence à se répliquer avec un mécanisme appelé cercle roulant (dans le sens 5 "- 3"), au cours duquel l'un des deux hémiyliques traverse le pilus. A la fin de la réplication et du transfert, nous avons deux F+, puisque le premier conserve la copie du plasmide, tandis que le F- reçoit le second hémiel, qui se duplique alors et forme le plasmide.
Parfois (rarement) dans une cellule F+ le plasmide peut s'intégrer dans le chromosome. Les nouvelles cellules où le plasmide est intégré sont appelées HFR (haute fréquence de recombinaison). Dans ces cellules, le plasmide intégré transmet ses caractéristiques au chromosome, telles que celle de passer d'une bactérie A à une bactérie B ; donc les gènes du premier peuvent se combiner avec ceux du second.
Si on met une bactérie HFR en contact avec un F- le pont de conjugaison se forme, qui envoie un signal de transfert de gène pour lequel une nucléase coupe une "hélice, le chromosome commence à se répliquer avec un mécanisme de cercle roulant, et la copie dans laquelle il passe cellule F en partant du point de coupe.
Le passage du "chromosome entier prend environ 90", mais le pont de conjugaison est fragile et se brise souvent avant que le transfert ne soit terminé, de sorte que seule la tête du plasmide et certains gènes proches de celui-ci passent ; la partie terminale, en revanche, contenant le facteur F, ne passe pas. Par conséquent, la cellule F- ne devient pas HFR et F+ non plus, mais n'acquiert qu'une partie des caractéristiques de la bactérie donneuse.
L'ADN du donneur peut se recombiner avec le chromosome de la cellule réceptrice, donnant à la bactérie de nouveaux caractères génétiques. D'autres fois, l'ADN peut être dégradé et il n'y a aucun changement.
En plus des facteurs F, il existe également les facteurs dits R (qui conduisent à une résistance aux antibiotiques) ; ce sont toujours des plasmides qui contiennent les séquences de facteurs F, auxquels d'autres sont associés pour la résistance aux antibiotiques. Ensuite, il y a les facteurs COL, qui codent pour des protéines appelées colicines ou bactériocines, c'est-à-dire des substances à action bactéricide, avec lesquelles la bactérie se défend et attaque les autres cellules pour occuper les sites de colonisation.
Il existe également des facteurs ORL, qui codent pour les entérotoxines et qui sont typiques de certaines tiges d'Escherichia Coli (normalement présentes dans l'organisme), capables de produire des entérotoxines actives sur la muqueuse de l'intestin grêle.
Les pili sexuels sont typiques et uniques des GRAM - mais la conjugaison se produit également dans les GRAM +, qui possèdent des plasmides synthétisant des protéines particulières, qui - sécrétées à l'extérieur - conduisent à l'agrégation entre F + et d'autres bactéries F- (sans recourir à al pilo che non c "è). La conjugaison est cependant un événement rare.
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