Concept 27.2 1BIOS02

Comment les espèces subissent des variations génétiques ?

Pour les espèces à reproduction sexuée, les variations génétiques proviennent généralement de nouvelles combinaisons d'allèles durant la méiose et la fécondation. Cela permet des combinaisons uniques de caractères pour chaque individu d'une population à reproduction sexuée. Ces mutations sont trop rares pour pouvoir constituer la seule source de la diversité génétique.
Pour les espèces à reproduction par scissiparité, après plusieurs divisions, la plupart des cellules filles sont génétiquement identiques à la première cellule mère (ce sont des clones). Cependant si des erreurs surviennent durant la réplication de l'ADN, certaines des cellules filles peuvent présenter des différences génétiques (=mutations). La probabilité que survienne une mutation spontanée sur un seul gène est extrêmement rare, mais puisque ce type d'espèce se reproduit énormément (taux de reproduction très élevé), il y a un grand nombre de mutations.

Quelles sont les sources de la diversité génétique ?

Il y a trois sources différentes qui interviennent dans la diversité génétique:

1. l'assortiment indépendant des chromosomes
   
2. l'enjambement
   
3. fécondation aléatoire
   

Comment expliquer la diversité génétique ?

"La diversité génétique désigne le degré de variété des gènes au sein d'une même espèce, correspondant au nombre total de caractéristiques génétiques dans la constitution génétique de l'espèce. Elle décrit le niveau de la diversité intraspécifique." https://fr.wikipedia.org/wiki/Diversit%C3%A9_g%C3%A9n%C3%A9tique
Par exemple, un chat peut être roux ou beige il restera toujours un chat.

En quoi ces variations sont-elles essentielles ?

Les mutations génétiques créant ces nombreuses variations sont la source première de la diversité génétique. Sans diversité génétique il n'y aurait aucun développement des espèces.
C'est grâce à cela que nous sommes en vie car nous ne cessons de nous développer.

Quels sont les facteurs de la grande diversité génétique des procaryotes?

Il y a trois facteurs important dans la diversité génétique des procaryotes:

1. la reproduction
2. les mutations fréquentes
3. la recombinaison génétique
   Pendant la méiose, les cellules filles sont génétiquement identiques à la cellule mère. Néanmoins, des erreurs peuvent arriver pendant la copie de l'ADN. Certaines cellules sont donc différentes au niveau génétique. La recombinaison génétique, quant à elle, permet aussi de diversifier les procaryotes.

Qu'est-ce que la recombinaison génétique ?

Lorsque l'ADN se casse, pour ne pas perdre le texte génétique, on remplace la partie de texte génétique cassée par une copie, ce processus est appelé la recombinaison génétique. Chez les eucaryotes, c'est grâce à la méiose et à la fécondation que l'ADN est combiné en un unique zygote. Chez les procaryotes, cela marche différemment! Il y a trois mécanismes:

• la transformation
• la transduction
• la conjugaison.

Comment expliquer la transformation et la transduction ?

Pendant la transformation, le génotype et probablement le phénotype sont modifiés par l'introduction d'ADN étranger. Une souche inoffensive peut donc devenir dangereuse si elle est exposée à de l'ADN d'une souche pathogène.
Au terme de la transduction, les virus qui infectent les bactéries (appelés bactériophages ou phages) transmettent les gènes d'une cellule hôte à une autre cellule. C'est généralement à cause d'accidents de division de la cellule qu'arrive la transduction. Un bactériophage n'est pas capable de se répliquer car il lui manque le matériel génétique.

Comment se déroule la conjugaison ?

La conjugaison illustre le transfert d'ADN entre deux cellules procaryotes (généralement de même espèce) qui sont temporairement liées par un pilus sexuel. Le pilus va fixer les cellules entre elles pour qu'ensuite, le pilus transfère l'ADN de la cellule "donneuse" à la "receveuse". Tout cela dépend d'un fragment d'ADN appelé facteur F.

Qu'est-ce qu'un facteurs F ?

Il existe deux facteurs F :

1. Le facteur F sous forme de plasmide (appelé plasmide F) :
   Il y a les bactéries F+ qui donnent l'ADN, et les bactéries F- qui reçoivent l'ADN. Une cellule F- peut devenir F+ si une copie complète de la bactérie F+ est transférée.
2. Le facteur F inséré dans le chromosome :
   Ce facteur est totalement différent de l'autre. La bactérie qui contient le facteur F dans le chromosome s'appelle bactérie HFR qui signifie à haute fréquence de recombinaison. Lors du transfert d'ADN d'une bactérie HFR, les régions homologues des chromosomes des deux cellules vont s'aligner. Il y a donc un échange d'ADN entre les deux cellules. La bactérie receveuse devient donc une nouvelle variation génétique.

Comment les bactéries résistent-elles face aux antibiotiques et aux composés toxiques ?

Il y a plusieurs explications à cela, parfois ce sont les mutations dans un gène de la bactérie qui causent la résistance. En effet, il est possible que certaines bactéries aient des gènes capables de résister aux antibiotiques. Dans ce cas, lorsque l'antibiotique est injecté dans le corps, toutes les bactéries n'ayant pas la capacité de résister à celui-ci meurent, mais celles qui survivent se reproduisent rapidement et en grandes quantités et créent des cellules filles immunisées face à l'antibiotique. Il est aussi possible qu'une mutation dans un autre gène modifie la protéine intracellulaire cible sur laquelle agit l'antibiotique, réduisant ainsi son effet inhibiteur. Dans d'autres cas, certaines bactéries possèdent des gènes de résistance.

Qu'est ce qu'un plasmide R ?

Un plasmide R (R = résistance) est une molécule d'ADN où se trouvent des gènes de résistance qui codent pour des enzymes qui détruiront des antibiotiques.

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