La transfert de gène horizontal o Le transfert de gène latéral est l'échange de matériel génétique entre les organismes, qui ne se produit pas de parent à enfant. Cet événement a lieu entre des individus de la même génération et peut se produire chez des êtres unicellulaires ou multicellulaires..
Le transfert horizontal se produit par trois mécanismes principaux: la conjugaison, la transformation et la transduction. Dans le premier type, l'échange de longs fragments d'ADN est possible, tandis que dans les deux derniers, le transfert est limité à de petits segments du matériel génétique.
Le concept opposé est le transfert verticale gène, où l'information génétique est transmise d'un organisme à sa progéniture. Ce processus est répandu chez les eucaryotes, tels que les plantes et les animaux. En revanche, le transfert horizontal est courant chez les micro-organismes..
Chez les eucaryotes, le transfert horizontal n'est pas aussi courant. Cependant, il existe des preuves d'échange de ce phénomène, y compris l'ancêtre de l'homme, qui a obtenu certains gènes grâce à des virus.
Index des articles
Pendant la reproduction, les organismes eucaryotes transmettent leurs gènes d'une génération à leur progéniture (enfants) dans un processus connu sous le nom de transfert vertical de gène. Les procaryotes effectuent également cette étape, mais par reproduction asexuée par fission ou par d'autres mécanismes..
Cependant, chez les procaryotes, il existe une autre façon d'échanger du matériel génétique appelé transfert horizontal de gènes. Ici, des fragments d'ADN sont échangés entre des organismes de la même génération et peuvent passer d'une espèce à une autre..
Le transfert horizontal est relativement courant parmi les bactéries. Prenons l'exemple des gènes qui provoquent une résistance aux antibiotiques. Ces fragments d'ADN importants sont transférés normalement entre des bactéries de différentes espèces.
Ces mécanismes impliquent des complications médicales importantes lors du traitement des infections.
Il existe trois mécanismes fondamentaux par lesquels l'ADN peut être échangé par transfert horizontal. Ce sont la conjugaison, la transformation et la transduction..
Le transfert de gène par conjugaison est le seul type qui implique un contact direct entre les deux bactéries..
Cependant, il ne doit pas être comparé à l'échange de gènes par reproduction sexuée (où il y a généralement un contact entre les organismes impliqués), car le processus est très différent. L'une des principales différences est l'absence de méiose.
Lors de la conjugaison, le passage du matériel génétique d'une bactérie à une autre se fait par contact physique établi par une structure appelée pili. Cela fonctionne comme un pont de connexion, où l'échange se produit.
Bien que les bactéries ne se différencient pas en sexe, l'organisme qui porte un petit ADN circulaire appelé facteur F (fertilité f) est appelé «mâle». Ces cellules sont les donneurs lors de la conjugaison, passant le matériel à une autre cellule qui n'a pas le facteur..
L'ADN du facteur F se compose d'environ 40 gènes, qui contrôlent la réplication du facteur sexuel et la synthèse du pili sexuel.
La première preuve du processus de conjugaison provient des expériences de Lederberg et Tatum, mais c'est Bernard Davis qui a finalement démontré que le contact était nécessaire pour le transfert..
La transformation implique la prise d'une molécule d'ADN nue trouvée dans l'environnement à proximité d'une bactérie hôte. Ce morceau d'ADN provient d'une autre bactérie.
Le processus peut être réalisé naturellement, car les populations de bactéries subissent normalement une transformation. De même, la transformation peut être simulée en laboratoire pour forcer les bactéries à absorber l'ADN d'intérêt qui se trouve à l'extérieur..
Théoriquement, n'importe quel morceau d'ADN peut être prélevé. Cependant, il a été observé que le processus implique de petites molécules.
Enfin, le mécanisme de transduction se produit au moyen d'un phage (virus) qui transporte l'ADN d'une bactérie donneuse à un receveur. Comme dans le cas précédent, la quantité d'ADN transférée est relativement faible, car la capacité du virus à transporter de l'ADN est limitée.
Habituellement, ce mécanisme est limité aux bactéries phylogénétiquement proches, car le virus qui porte l'ADN doit se lier à des récepteurs spécifiques sur les bactéries afin d'injecter le matériel..
Les endonucléases sont des enzymes qui ont la capacité de rompre les liaisons phosphodiester au sein d'une chaîne polynucléotidique, de l'intérieur - c'est pourquoi elles sont appelées «endo». Ces enzymes ne coupent nulle part, elles ont des sites spécifiques pour le faire, appelés sites de restriction..
Les séquences d'acides aminés des enzymes EcoRI (en E. coli) et RSRI (dans Rhodobacter sphaeroides) possèdent une séquence de près de 300 résidus d'acides aminés, identiques à 50% les uns aux autres, ce qui indique clairement une proche parenté évolutive.
Cependant, grâce à l'étude d'autres caractéristiques moléculaires et biochimiques, ces deux bactéries sont très différentes et sont très peu liées du point de vue phylogénétique.
De plus, le gène qui code pour l'enzyme EcoRI utilise des codons très spécifiques qui sont différents de ce qu'il utilise normalement. E. coli, on soupçonne donc que le gène n'est pas originaire de cette bactérie.
En 1859, le naturaliste britannique Charles Darwin a révolutionné les sciences biologiques avec sa théorie de l'évolution par sélection naturelle. Dans son livre emblématique, L'origine des espèces, Darwin propose la métaphore de l'arbre de vie pour illustrer les relations généalogiques entre les espèces.
Aujourd'hui, les phylogénies sont une représentation formelle de cette métaphore, où l'on suppose que la transmission de l'information génétique se fait verticalement - des parents aux enfants..
Nous pouvons appliquer cette vision sans inconvénient majeur à des organismes multicellulaires et nous obtiendrons un motif ramifié, comme le propose Darwin.
Cependant, cette représentation de branches sans fusions est difficile à appliquer aux microorganismes. En comparant les génomes de différents procaryotes, il est clair qu'il y a un transfert de gène important entre les lignées.
Ainsi, le modèle de relations est plus similaire à un réseau, avec des branches connectées et fusionnées ensemble, grâce à la prévalence du transfert horizontal de gènes.
Personne n'a encore commenté ce post.