Diversification et Transfert de Gènes # 5 - SVT Terminale S - Mathrix

Summary

Cette leçon explique le concept de transfert horizontal de gènes entre bactéries, une forme de diversification des êtres vivants. Contrairement au transfert vertical entre parent et enfant, le transfert horizontal permet aux bactéries d'échanger des gènes, y compris ceux liés à la résistance aux antibiotiques. L'exemple de Yersinia pestis, responsable de la peste, montre comment les bactéries peuvent acquérir des gènes de résistance via des bactéries voisines. Le phénomène de conjugaison bactérienne et les implications pour la diversité génétique, y compris chez les humains et les animaux, sont également abordés, illustrant l'importance de ces processus dans l'évolution.

Takeaways

• 😀 Le transfert horizontal des gènes permet la diversification des êtres vivants, contrairement au transfert vertical (des parents aux enfants).
• 😀 Un transfert horizontal se produit entre deux individus d'espèces différentes, comme dans le cas des bactéries.
• 😀 Le transfert horizontal a été mis en évidence par Griffith en 1928, notamment dans les recherches sur la résistance aux antibiotiques.
• 😀 Une expérience sur les puces a démontré le transfert de la résistance aux antibiotiques entre différentes souches bactériennes.
• 😀 Le transfert de gènes entre bactéries peut se produire via un processus appelé conjugaison, impliquant des pili sexuels.
• 😀 La résistance aux antibiotiques se propage non pas par mutation mais par un transfert horizontal de gènes, comme démontré par une expérience témoin.
• 😀 Le transfert horizontal de gènes peut également se produire entre des espèces très différentes, comme entre un virus et un mammifère (les primates).
• 😀 Le virus MPV a permis le transfert de gènes responsables de la fusion cellulaire chez les primates, rendant leur placenta plus efficace.
• 😀 Le transfert de gènes entre espèces peut également être observé dans les acidiens, des animaux capables de produire de la cellulose grâce à des gènes bactériens.
• 😀 Des nématodes et des pucerons ont acquis des capacités alimentaires, comme la digestion de la cellulose ou la synthèse des caroténoïdes, grâce à des gènes provenant d'autres espèces, comme des bactéries ou des champignons.

Q & A

Quelle est la différence entre un transfert génétique vertical et un transfert génétique horizontal ?

Le transfert vertical correspond à la transmission de l’ADN des parents à leurs descendants lors de la reproduction, tandis que le transfert horizontal correspond à un échange de gènes entre individus différents, parfois d’espèces différentes, sans lien de filiation.

Pourquoi le transfert horizontal de gènes contribue-t-il à la diversification des êtres vivants ?

Il permet l’acquisition rapide de nouveaux gènes et donc de nouvelles fonctions sans attendre des mutations lentes, ce qui favorise l’adaptation et la diversification des organismes.

Quel exemple historique a permis de mettre en évidence le transfert horizontal chez les bactéries ?

Les travaux de Griffith en 1928 sur des bactéries ont montré que des caractères comme la virulence ou la résistance pouvaient être transmis entre bactéries, révélant l’existence d’un transfert horizontal.

Comment l’expérience avec Yersinia pestis et Escherichia coli démontre-t-elle un transfert de résistance aux antibiotiques ?

Des puces ingèrent des bactéries sensibles (Yersinia pestis) et des E. coli résistantes. Progressivement, Yersinia devient résistante, ce qui montre que les gènes de résistance ont été transférés d’une espèce à l’autre.

Pourquoi l’hypothèse d’une simple mutation est-elle écartée dans cette expérience ?

L’expérience témoin avec des bactéries non résistantes ne montre aucune apparition de résistance. Cela indique que la résistance ne provient pas d’une mutation spontanée mais d’un transfert de gènes.

Pourquoi l’abus d’antibiotiques favorise-t-il l’apparition de bactéries résistantes ?

L’usage excessif d’antibiotiques sélectionne les bactéries résistantes dans la flore intestinale et augmente les chances de transferts horizontaux de gènes de résistance vers d’autres bactéries pathogènes.

Qu’est-ce que la conjugaison bactérienne ?

La conjugaison est un mécanisme de transfert horizontal où deux bactéries se connectent via un pili sexuel et échangent du matériel génétique, souvent sous forme de plasmides.

Quel rôle jouent les plasmides dans le transfert génétique chez les bactéries ?

Les plasmides sont de petits ADN circulaires contenant des gènes, comme ceux de résistance. Ils peuvent être copiés et transférés d’une bactérie à une autre lors de la conjugaison.

Comment un virus a-t-il contribué à l’évolution du placenta chez les primates ?

Un gène viral intégré au génome ancestral des primates code la syncytine, une protéine permettant la fusion cellulaire, rendant le placenta plus efficace.

Quel est le rôle de la syncytine dans le développement du placenta ?

La syncytine provoque la fusion de cellules embryonnaires pour former des cellules géantes multinucleées, facilitant l’implantation et les échanges entre la mère et l’embryon.

Pourquoi retrouve-t-on de l’ADN viral dans le génome humain ?

Certains virus intègrent leur matériel génétique dans les cellules infectées. Si cette intégration persiste, l’ADN viral devient une partie stable du génome transmis aux générations suivantes.

Quel exemple montre un transfert de gène bactérien vers un animal marin ?

Les ascidies possèdent un gène d’origine bactérienne leur permettant de produire de la cellulose pour leur tunique, ce qui est inhabituel pour un animal.

Comment certains nématodes parviennent-ils à digérer la cellulose ?

Ils possèdent une enzyme issue d’un gène d’origine bactérienne qui leur permet de dégrader la cellulose, ce que la plupart des animaux ne peuvent pas faire.

Pourquoi certains pucerons sont-ils capables de produire des pigments caroténoïdes ?

Ils ont acquis par transfert horizontal des gènes provenant de champignons, leur permettant de synthétiser eux-mêmes ces pigments normalement produits par les plantes.

Que montrent l’ensemble de ces exemples sur l’évolution du vivant ?

Ils montrent que l’évolution ne repose pas uniquement sur l’hérédité verticale et les mutations, mais aussi sur des transferts horizontaux fréquents qui enrichissent rapidement la diversité génétique.