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LE TRANSFERT DE GENES CHEZ LES NEMATODES Quand on parle de transferts de gènes,

LE TRANSFERT DE GENES CHEZ LES NEMATODES Quand on parle de transferts de gènes, on pense tout de suite aux transferts qui ont lieu pendant la méiose avec la création de gamètes et aux transferts ayant lieu pendant la fécondation. Cependant, grâce aux arbres de parenté, on s’est aperçu que ces transferts ne sont pas les seuls possibles. EXEMPLE Ces arbres sont donc contradictoires quant à l’évolution des espèces. Un arbre montre que le hareng de l’Atlantique est très éloigné de l’éperlan arc-en-ciel du point de vue évolution et le deuxième montre que le hareng de l’Atlantique est très proche parent de l’éperlan arc-en-ciel. Ces deux arbres ne racontent pas la même histoire donc on en déduit qu’il existe des transferts différents que ceux de la méiose et de la fécondation qui permettraient une meilleure compréhension de l’évolution des espèces et qui expliqueraient ces contradictions. Quels sont, au-delà des mutations et du brassage génétique, les modalités de diversification du monde vivant ? Afin de répondre à cette question, nous utiliserons l’exemple des nématodes qui sont des vers microscopiques vivant dans l’eau du sol. I – LES CARACTERISTIQUES DES NEMATODES Les nématodes sont des vers microscopiques vivant dans l’eau du sol comme on l’a dit précédemment. Ils sont présents par millions par cm3 du sol. Ils peuvent être libres et donc pas dangereux, ou au contraire, parasites pour les jardiniers. En effet, les nématodes peuvent entrer dans la plante grâce aux racines et ainsi empêcher leur croissance. Ces animaux ont en effet la capacité de digérer la cellulose. Qu’est-ce que la cellulose ? La cellulose est le principal constituant des végétaux et en particulier de la paroi de leurs cellules. Or, la cellulose est impossible à digérer pour tous les animaux en général. Grâce à cet arbre schématique du vivant, on remarque bien que tous les animaux descendent d’un même ancêtre commun. Alors, comment la faculté de digérer directement la cellulose chez les nématodes est-elle apparue ? II – LE FONCTIONNEMENT DES TRANSFERTS HORIZONTAUX a) Qu’est-ce que sont les transferts horizontaux ? Pour comprendre l’apparition de cette faculté, il faut introduire la notion de transfert horizontal. Les transferts de gènes durant la méiose et la fécondation sont appelés transferts verticaux car ils apparaissent au sein d’une même espèce. Il peut aussi exister des transferts de gènes entre différentes espèces ou au sein de la même espèce. Ceci sont appelés transferts horizontaux. On a découvert leur existence pour la première fois au milieu du XXème siècle au Japon car on a remarqué l'existence du transfert de la résistance aux antibiotiques entre différentes espèces de bactéries. C’est grâce aux études de différents gènes et génomes qu’on a remarqué l’importance de ces transferts notamment chez les bactéries. Les nématodes ont donc reçu ce gène d’une espèce non animale grâce à un transfert horizontal. Mais comment ces transferts fonctionnent réellement ? b) Le transfert parmi les bactéries Il existe plusieurs vecteurs de ces transferts horizontaux de gènes : virus, ADN libre, les bactéries. C’est le deuxième cas qui a permis aux nématodes d’acquérir leur habilité. En fait, les bactéries digestives des nématodes ont « acquis » la capacité à détruire la cellulose, c’est-à-dire qu’elles ont récupéré le gène responsable de ceci. En effet, quand des bactéries sont souvent mises en contact avec un ADN différents du leur ou des fragments d’ADN, il peut y avoir une recombinaison génétique. Comment ce mécanisme fonctionne ? Cela fonctionne grâce au principe de conjugaison. (voir schéma) Cela signifie donc que les nématodes ont été à un moment donné dans la même niche écologique à un moment donné avec les bactéries capables de détruire la cellulose. c) Les autres types de transferts Des transferts peuvent également se produire entre une cellule et un ADN libre (par transformation). Elle consiste en la prise d'un matériel génétique extracellulaire (provenant d'une bactérie morte...) par un autre organisme. Ou encore entre une cellule et un virus (par transduction). C’est le processus par lequel l'ADN d'une bactérie est transporté dans une autre bactérie par le biais d'un virus III – LES CONSEQUENCES DE TELS TRANSFERTS Il faut savoir que ces transferts se produisent sur de très longues périodes (40 à 80 millions d’années). Ils persistent dans le temps car ils permettent à l’espèce de survivre dans son milieu. En effet, tous les nématodes ont cette faculté car ceux qui ont subi une recombinaison génétique ont mieux survécu et ont ainsi été plus présents que ceux n’étant pas capable de digérer la cellulose. Il y a ainsi une adaptation au milieu. Ces échanges sont assez courants. En effet, on dit que 8 à 10 % de notre ADN proviendrait de matériel génétique qu’on a acquis au cours du temps. Par exemple, on a remarqué que les Japonais était capables de mieux digérer les algues dans les sushis car les bactéries de leur flore intestinale possèdent cette capacité. Comme depuis des siècles, les Japonais consomment des algues, les bactéries présentes sur les algues ont donné de leur matériel génétique aux bactéries digestives des Japonais et ainsi leur ont confié cette capacité à digérer les algues. Conclusion Les individus peuvent acquérir un gène provenant d'autres espèces grâce aux transferts horizontaux. Ce gène s'insère au sein de leur génome et leur donne un nouveau caractère grâce à plusieurs vecteurs possibles (bactéries, virus). Si ce caractère apporte un avantage aux individus, ces individus auront une meilleure survie et se reproduiront plus que ceux qui ne l'ont pas. La fréquence du gène dans les populations va donc augmenter dans l'espèce jusqu'à être présent chez tous les individus de l'espèce considérée et il y a donc une diversification du vivant. Afin d’exprimer ces nombreux changements génétiques possibles, on ne parle plus d’arbres phylogénétiques mais de réseaux phylogénétiques. Ces recombinaisons génétiques permettent d’offrir de nombreuses possibilités notamment dans la thérapie génique (thérapie qui consiste à faire pénétrer des gènes dans les cellules ou les tissus d'un individu pour traiter une maladie… uploads/Geographie/ le-transfert-de-genes-chez-les-nematodes.pdf