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