Pourquoi parle-t-on de la complexification des génomes ? Qu’est-ce que les transferts horizontaux et les endosymbioses ? Dans cet article, nous revenons avec toi sur ces deux phénomènes participant à la diversité des génomes.
Des échanges génétiques par transferts horizontaux favorisant la modification du génome
Qu’est-ce qu’un transfert horizontal de gène ?
Dans le chapitre précédent sur l’origine du génotype des individus, nous avons vu que la reproduction sexuée et les mutations survenant lors de la méiose permettent la création de génomes singuliers et donc à la diversité des génotypes propre à une espèce. Ces transferts génétiques héréditaires, des parents vers les enfants, est ce que l’on appelle un transfert « vertical » héréditaire.
A contrario, il existe le phénomène de transfert horizontal de gène ou transfert latéral : Un organisme s’approprie le matériel génétique d’un autre organisme sans qu’il y ait fécondation. Le mécanisme intervient en dehors de la reproduction sexuée, entre individus de la même espèce ou d’espèces différentes.
Ces transferts horizontaux sont responsables de bons nombres de mutations et évolutions.
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Qu’est-ce qu’une transformation bactérienne ?
Griffith et Avery mettent en lumière le phénomène de transformation en étudiant des souches de bactéries. La destruction des bactéries entraîne la libération dans leur milieu d’une grande quantité d’adénine triphosphate (ADN) dont certains gènes peuvent être incorporés par des bactéries extérieures grâce notamment aux protéines de surface qui permettent l’absorption de gènes. La transformation, c’est la modification du génotype bactérien par absorption dans le milieu d’un fragment génotypique provenant d’une autre bactérie.
Les transferts viraux horizontaux et leur rôle évolutif majeur
L’analyse génétique et a permis de démontrer qu’il existe des similitudes entre le séquençage de l’ADN viral et d’autres espèces : 8 à 10% de l’ADN humain serait d’origine virale, ce qui explique que des transferts horizontaux ont eu lieu entre les deux génomes et que les virus jouent un rôle majeur dans l’évolution du vivant.
Dans leur mode de fonctionnement, les virus agissent comme des parasites sur des cellules extérieures : leur enveloppe de protéines leur permet d’infecter une cellule dite hôte en y intégrant leur information génétique. Ce processus constitue un transfert horizontal de génome : l’on parle ici d’un transfert viral.
La conjugaison bactérienne et l’évolution des populations et des écosystèmes
En plus de la transformation, les bactéries permettent également le mécanisme de conjugaison. Ce transfert horizontal consiste en le transfert entre bactéries de leurs plasmides, des petites molécules d’ADN de forme circulaire, via des ponts cytoplasmiques. La conjugaison peut survenir entre bactéries de mêmes espèces, d’espèces différentes ou avec des cellules de nature différente.
La conjugaison permet la recombinaison génétique : elle permet l’acquisition de fragments d’ADN leur permettant de s’adapter à un environnement hostile, par exemple en développant une résistance aux antibiotiques. C’est également selon ce mécanisme que des bactéries telles que des levures peuvent être considérées à des fins thérapeutiques.
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Endosymbiose et diversification du vivant
Qu’est-ce qu’une symbiose ?
Une symbiose est une association durable et à bénéfices réciproques entre deux organismes d’espèces différentes. L’on appelle plus spécifiquement cette association une symbiose à bénéfices réciproques. Par exemple, le mycélium vit en symbiose avec les racines de l’arbre truffier qui produit des mycorhizes ; celles-ci servent à la croissance du champignon qu’est la truffe, tandis que la croissance de la truffe oxygène les racines.
Qu’est-ce que l’endosymbiose ?
Lorsque l’un des partenaires de la symbiose vit à l’intérieur des cellules ou des tissus de l’autre, l’on parle d’endosymbiose.
Lynn Margulis confirme notamment une théorie du XIXe siècle selon laquelle les organites cellulaires que sont les chloroplastes et les mitochondries seraient le fruit d’une évolution génétique ayant pour origine une endosymbiose entre cellules eucaryotes et bactéries. La microbiologiste américaine démontre de surcroît que ces deux organites ont leur propre information génétique indépendante du noyau de la cellule hôte. Ils peuvent donc se diviser de façon autonome et transmettre leur génome aux cellules filles : l’on parle d’hérédité cytoplasmique.
Tu sais maintenant tout sur les mécanismes de transferts horizontaux, verticaux, de symbiose et d’endosymbiose et leur rôle dans la complexification et la diversification des génomes.
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