Génome bactérien

Définition

Le génome bac­té­rien cor­res­pond au maté­riel géné­tique, conte­nu sous la forme d’ADN, pré­sent dans une bac­té­rie. Chez les bac­té­ries (et les archées), le génome n’est pas conte­nu dans un noyau mais il est libre dans le cyto­plasme.

Composants du génome

Chez les bac­té­ries, le génome peut être divi­sé en plu­sieurs molé­cules d’ADN : chro­mo­some, chro­mide, méga­plas­mide, plas­mide.

- chro­mo­some. Chez les bac­té­ries, le chro­mo­some est la plus grande molé­cule d’ADN. Il peut être cir­cu­laire (ex. chez Escherichia coli) ou linéaire (ex. chez Borrelia burg­dor­fe­ri).

- chro­mide. Le mot chro­mide est un mélange de “chro­mo­some” et “plas­mide”. Cette molé­cule d’ADN contient des gènes essen­tiels à la crois­sance mais est plus petite que le chro­mo­some.

- plas­mide et méga­plas­mide. Les plas­mides et méga­plas­mides sont des élé­ments non-essen­tiels. Ils ne contiennent pas de gènes essen­tiels à la crois­sance. La dif­fé­rence entre plas­mide et méga­plas­mide est une ques­tion de lon­gueur de la molé­cule d’ADN.

Transferts génétiques

Le génome bac­té­rien peut évo­luer via dif­fé­rents méca­nismes :

- muta­tions. Les muta­tions peuvent appa­raître spon­ta­né­ment suite à une erreur de répli­ca­tion du maté­riel géné­tiques. Elles peuvent aus­si pro­ve­nir de l’ac­tion de muta­gènes : rayons U.V., iso­tope radio­ac­tif, dichro­mate de potas­sium, … Une muta­tion peut cor­res­pondre à l’in­ser­tion ou la délé­tion d’une base de l’ADN, à une sub­sti­tu­tion d’une base par une autre ou à une modi­fi­ca­tion d’une base.

- trans­for­ma­tions. Elle consiste à la cap­ture d’un frag­ment d’ADN pré­sent dans le milieu où la bac­té­rie se déve­loppe. Cela est pos­sible uni­que­ment durant une par­tie du cycle cel­lu­laire de la bac­té­rie que l’on appelle com­pé­tence.

- conju­gai­sons. Elle consiste au trans­fert d’un frag­ment d’ADN entre deux bac­té­ries qui sont en contact direct.

- trans­duc­tions. Transfert de maté­riel géné­tique entre bac­té­ries via un bac­té­rio­phage.

Références bibliographiques

Dame, R. T., Rashid, F.-Z. M., & Grainger, D. C. (2019). Chromosome orga­ni­za­tion in bac­te­ria : mecha­nis­tic insights into genome struc­ture and func­tion. Nature Reviews Genetics. doi:10.1038/s41576- (lien)

diCenzo, G.C., & Finan, T. M. (2017) The divi­ded bac­te­rial genome : Structure, func­tion, and evo­lu­tion. Microbiol Mol Biol Rev. 81(3):e00019-17. doi:10.1128/MMBR.0001917 (lien)

Darmon, E., & Leach, D. R. F. (2014). Bacterial genome insta­bi­li­ty. Microbiology and Molecular Biology Reviews, 78(1) (lien)

Land, M., Hauser, L., Jun, S.-R., Nookaew, I., Leuze, M. R., Ahn, T.-H., Karpinets, T., Lund, O., Kora, G., Wassenaar, T., Poudel, S., & Ussery, D. W. (2015). Insights from 20 years of bac­te­rial genome sequen­cing. Functional & Integrative Genomics, 15(2), 141161. doi:10.1007/s10142-01504334 (lien)

Thomas, C. M., & Nielsen, K. M. (2005). Mechanisms of and bar­riers to, hori­zon­tal gene trans­fer bet­ween bac­te­ria. Nature Reviews Microbiology, 3(9), 711721. (lien)