La transmission de l’information génétique (2) Transmission au cours de la reproduction

Flux d’information non conservatif Cellules sexuelles ADN Cellule œuf ADN Cellules sexuelles ADN Flux de génération en génération : non conservatif

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 Facteur héréditaire F (facteur de fertilité) Donneuse : F+ 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