Génome des eubactéries – génome des Eucaryotes
Amélie
Connaissances de premier ordre indispensables Capacités exigibles
L’ensemble des molécules d’ADN contenues dans une cellule et l’information qu’elles portent forme son génome.
Chez les eubactéries
Chez les eubactéries, le génome est formé d’un unique chromosome double brin circulaire et éventuellement de plasmides (= petites molécules d’ADN circulaires extra-chromosomiques dont l’ADN code des molécules nécessaires à la survie de la cellule dans un environnement défavorable). Les plasmides se répliquent indépendamment du chromosome bactérien et sont fréquemment échangés entre les bactéries.
Le génome des eubactéries est compact sous l’action de protéines de surenroulement (gyrase) et de protéines jouant le rôle des histones (H-NS) : il est constitué d’une seule molécule d’ADN comportant presque exclusivement des régions codantes associées à des régions régulatrices communes, dans des opérons (voir IVA2 expression génétique).
Chez les Eucaryotes
Chez les Eucaryotes, on distingue le génome nucléaire et le génome des organites.
Le génome nucléaire est constitué de chromosomes : les chromosomes mitotiques observés lors des divisions cellulaires et la chromatine interphasique sont deux états d’un même matériau et sont le support de l’information génétique. La chromatine est constituée de l’ADN et des protéines dont des histones. Elle peut-être dans plusieurs états de condensation, du nucléofilament (rare à trouver dans le vivant) en passant par la fibre de 30 nm jusqu’à l’état de condensation maximale : le chromosome métaphasique. Lorsque la chromatine interphasique est condensée on parle d’hétérochromatine (dense aux électrons), à l’inverse on emploie le terme d’euchromatine pour la chromatine décondensée qui apparaît plus claire.
L’ADN génomique est protégé par l’enveloppe nucléaire et les protéines auquel il est associé.
Il existe différents types d’ADN nucléaire, l’ADN rapidement renaturé qui est donc hautement répétitif (ex : séquences des centromères et des télomères, et l’ADN microsatellite : séquences répétées et dispersées dans tout le génome) ; l’ADN moyennement répété qui fournit les séquences transcrites en ARN ; et l’ADN non répété ou ADN codant, qui correspond aux gènes des protéines.
Les gènes eucaryotes sont généralement morcelés, ils présentent une grande part de séquences intragéniques non transcrites : les introns. Il existe également des éléments génétiques mobiles, appelés gènes sauteurs ou transposons, qui constituent une part importante du génome (voir IVC2 Brassage génétique. Transferts horizontaux)
Le génome extranucléaire regroupe l’ADN mitochondrial et chloroplastique : il est double brin, circulaire et nu (= non associé à des histones). Presque totalement codant, il présente de grandes similitudes avec l’ADN bactérien. Mitochondries et chloroplastes auraient intégré la cellule eucaryote suite à une endocytose de bactéries par des une cellule eucaryote (cf.BCPST2) : c’est la théorie endosymbiotique.
Les protéines des chloroplastes et des mitochondries peuvent être codées uniquement par le génome nucléaire ou extranucléaire ou bien être codées par les deux génomes (ex : la Rubisco).
- utiliser les résultats de techniques de séquençage pour analyser et décrire les génomes
- comparer les génomes des eubactéries et des Eucaryotes, les grands traits de leur organisation, de leur expression et de sa régulation
On ne détaille pas l’organisation moléculaire du chromosome bactérien
- présenter les différents niveaux de replis de la chromatine interphasique ;
- étudier les similitudes entre le génome extranucléaire eucaryote et celui des eubactéries ; - éclairer cette comparaison sous un angle évolutif ;
On peut citer les séquences télomériques en lien avec la réplication, les transports en termes de copier/coller. Mais, ni les structures moléculaires ni les mécanismes mis en jeu ne sont au programme
