La génétique microbienne

• Génétique


  Science de l'hérédité
• Génome


  Représente l'ensemble de l'information génétique d'une cellule
• Chromosome


  Structure contenant une molécule d'ADN codant pour l'information héréditaire
• Gène


  Portion d'une molécule d'ADN codant pour un produit fonctionnel tel qu'une protéine
• Génomique


  Étude des gènes et leurs fonctions
• Génotype


  Information génétique qui permet de déterminer ses caractères distinctifs
• Phénotype


  Caractéristique exprimée du génotype
• Chromosome bactérien


  • Chromosome circulaire double-brin qui se retrouve dans le cytoplasme et qui est attaché en un ou plusieurs points à la membrane cellulaire
  • ADN condensé : occupe 10% du volume de l'organisme
• Gène régulateur


  Code pour un répresseur qui se fixe sur l'opérateur et empêche la transcription
• Promoteur


  Site de liaison de l'ARN polymérase
• Opérateur


  Agit comme un feu de circulation
• Arrêt de la transcription


  1. Lorsque le répresseur est présent

  2. Permet la transcription lorsqu'il est absent
• Gène de structure


  Code pour une protéine
• Opéron


  Comprend la région régulatrice et l'opérateur avec un mécanisme de contrôle de la transcription
• Induction


  Un processus stimule la transcription d'un ou plusieurs gènes
• Répression


  Le produit de l'opéron inhibe l'opérateur
• Induction de l'opéron lac chez E. coli

  1. Le lactose entre par les perméases à lactose

  2. Le lactose est transformé en allolactose par la β-galactosidase

  3. L'allolactose se fixe sur le répresseur et l'inactive

  4. L'ARN polymérase transcrit les gènes en ARNm

  5. L'ARNm est traduit en protéines par les ribosomes

  6. L'opéron lac code pour la β-galactosidase, la perméase à lactose et l'acétyltransférase
• Les E. coli utilisent d'abord le glucose car il nécessite moins d'énergie
• Lorsque le glucose est épuisé, il y a une période de latence qui représente l'induction de l'opéron lac et la production d'enzymes et de perméases des sucres
• Régulation de l'opéron lac par la protéine CAP


  1. Lorsque le glucose est rare, le haut taux d'AMPc active la protéine CAP et l'opéron lac produit de grandes quantités d'ARNm servant à dégrader le lactose

  2. Lorsque le glucose est présent, l'AMPc est rare et la protéine CAP ne peut pas stimuler la transcription, la digestion du lactose n'est pas amorcée
• Répression de l'opéron du tryptophane chez E. coli

  1. Le tryptophane produit se fixe sur le répresseur et l'active

  2. Le répresseur actif se fixe sur l'opérateur et empêche la transcription des gènes

  3. C'est une boucle de rétro-inhibition, la molécule produite inhibe sa propre synthèse
• Transfert vertical


  Lorsque les gènes sont transmis d'un organisme à ses descendants
• Transfert horizontal


  Lorsque les gènes sont transmis à une cellule receveuse qui l'incorpore dans son chromosome
• Mécanismes de transfert génétique horizontal

  • Conjugaison
  • Transformation
  • Transduction
• Recombinaison génétique


  Échange de gènes entre des molécules d'ADN qui donne lieu à une nouvelle combinaison de gènes sur un chromosome
• Les bactéries ne se reproduisent pas de façon sexuée
• Chorismate


  Molécule impliquée dans la transformation en tryptophane
• Régulation de la synthèse du tryptophane

  1. Le tryptophane produit se calle sur le répresseur et l'active

  2. Le répresseur actif se calle sur l'opérateur et empêche la transcription des gènes

  3. C'est une boucle de rétro-inhibition, la molécule produite inhibe sa propre synthèse
• Gène régulateur


  Gène codant pour le répresseur protéique
• Méthodes de transfert génétique horizontal

  • Conjugaison
  • Transformation
  • Transduction
• Recombinaison génétique


  Échange de gènes entre molécules d'ADN qui donne lieu à une nouvelle combinaison de gènes sur un chromosome
• Les bactéries ne se reproduisent pas de façon sexuée, donc il n'y a pas de mélange de gènes
• La recombinaison génétique permet aux bactéries d'incorporer des gènes d'autres bactéries
• La recombinaison génétique permet d'avoir plus de chances d'avoir des effets positifs que des mutations aléatoires
• Mutation


  Altération de manière permanente de l'ADN qui peut entraîner une modification du produit du gène
• En majorité, les mutations ne sont pas un avantage
• Produits de la conjugaison


  • Conversion de la cellule F en cellule F+
  • Intégration du facteur F dans le chromosome bactérien
  • Formation de cellules à haute fréquence de recombinaison (Hfr)
• Conjugaison


  1. Transfert du facteur F d'une cellule donneuse à une cellule receveuse

  2. Recombinaison entre le facteur F et le chromosome de la cellule receveuse
• Transduction localisée


  1. Le prophage s'excise du chromosome bactérien en emportant un gène bactérien

  2. Le phage infecte une nouvelle cellule bactérienne qui acquiert le gène bactérien
• Transduction généralisée


  1. Le chromosome bactérien est fragmenté par des enzymes virales

  2. Des fragments d'ADN bactérien sont encapsidés dans les phages

  3. Les phages infectent de nouvelles cellules bactériennes et transfèrent les gènes bactériens