Term spé SVT. Test 10. Génétique. Transfert horizontal de gènes.

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Terminale spé SVTTest 10 de connaissancesGénétique Transfert horizontal de gènes

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32 questions

By ProfSVT71

START

Question 1

Question 2

Question 8

Question 3

Question 4

Question 5

Question 6

Question 7

Question 9

Question 10

Question 11

Question 12

Question 13

Question 14

Question 15

Question 16

Question 17

Question 18

Question 21

Sommaire

Question 19

Question 22

Question 20

Question 23

Question 24

Question 25

Question 26

Question 28

Question 27

Question 29

Question 30

Question 31

Question 32

sommaire

QUESTION 1

Qu'appelle-t-on "transfert vertical de gènes" ?

Réponse

Lors de la reproduction sexuée, du matériel génétique est transmis de manière verticale, c'est à dire en descendant dans l'arbre généalogique soit des parents aux enfants.C'est un transfert vertical de gènes.

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QUESTION 2

Réponse

Qu'appelle-t-on "transfert horizontal de gènes" ?

Il existe des transferts de matériel dits « horizontaux » car ils ont lieu en dehors de toute filiation et s’effectuent entre individus de la même espèce ou d'espèces différentes.

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QUESTION 3

Comment le génome d'une espèce peut-il être enrichi en matériel génétique ?

Réponse

Il peut y avoir intégration par une cellule d’un fragment d'ADN libre dans le milieu ou encore des transferts faisant intervenir des vecteurs comme certains virus. Si les gènes transférés apportent un avantage aux individus qui les portent (avantage sélectif), ils vont être conservés, car transmis aux descendants, créant ainsi un nouveau caractère.

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Réponse

Quel est le taux d'ADN viral retrouvé dans le génome humain ? dans celui du maïs ?

QUESTION 4

L’ADN cellulaire humain contient 10% d’ADN viral, le maïs en contient 50%.

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QUESTION 5

Qu'appelle-t-on "transformation bactérienne" ?

Réponse

On appelle transformation bactérienne, la modification, par un ADN libre, du patrimoine génétique d'une bactérie.

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QUESTION 6

Qu'appelle-t-on "conjugaison bactérienne" ?

Réponse

On appelle conjugaison bactérienne, un échange de courts fragments d'ADN circulaires appelés plasmides entre des bactéries vivantes par contact.

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QUESTION 7

Qu'est-ce qu'un pilus ?

Réponse

Un pilus (pluriel des pili) est un tube protéique creux permettant le passage d'un plasmide, émis par une bactérie donneuse et qui se connecte à une bactérie receveuse.

Source : Conjugation.svg, par Adénosine, via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Conjugation.svg

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QUESTION 8

Qu'est-ce qu'un bactériophage ?

Réponse

Un bactériophage est un virus spécialisé dans l'infection de cellules bactériennes.

Source : Phage S-PM2.png, Image: Hans-Wolfgang Ackermann, via Wikimédia Commons, CC-BY-2.5, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phage_S-PM2.png

1. tête ; 2. queue ; 3. acide nucléique ; 4. capside ; 5. col ; 6. gaine contractile ; 7. fibres caudales ; 8. spicules ; 9. plaque terminale.

Source : Bacteriophage structure.png, Fiche de Y_tambe, via Wikimédia Commons, GFDL, CC-by-sa, CC-BY-SA-3.0-migré, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Bacteriophage_structure.png

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QUESTION 9

Qu'appelle-t-on "transduction" ?

Réponse

On appelle transduction, un transfert génétique entre bactéries, s'effectuant sous l'action d'un bactériophage.

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QUESTION 10

Qu'est-ce qu'un cycle lytique ?

Réponse

Un cycle lytique est un cycle permettant la production de bactériophages et incluant la mort de la cellule infectée. Un phage se fixe sur la membrane bactérienne, libère son matériel génétique dans le cytoplasme. Le chromosome bactérien est lysé en petits morceaux et la machinerie cellulaire est ensuite détournée pour produire les protéines de la capside virale. Ensuite la capside est reconstituée enfermant l’ADN viral répliqué. Les nouveaux virus sortent de la cellule, la détruisant au passage. C’est un cycle dit lytique car il y a lyse de la cellule infectée.

Source : Phage2.JPG, par Suly12, propre travail, CC-BY-SA-3.0-migrated, via Wikimédia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phage2.JPG

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QUESTION 11

Qu'est-ce qu'un cycle lysogène ?

Réponse

Dans un cycle lysogène, on retrouve une partie du cycle lytique.Le pouvoir lytique des phage « saute » plusieurs générations : le matériel génétique viral s’insert dans le matériel génétique bactérien et y reste pendant plusieurs générations car transmis lors de la mitose.Dans ce cycle appelé « cycle lysogène », l’ADN du phage devenu endogène à l’ADN bactérien est appelé « prophage » et peut, après plusieurs générations, être excisé pour produire de nouveaux virus. Cette excision ne se déroule pas toujours correctement et du matériel génétique bactérien peut être intégré par erreur dans les nouveaux phages.

Source : Phage2.JPG, par Suly12, propre travail, CC-BY-SA-3.0-migrated, via Wikimédia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phage2.JPG

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QUESTION 12

Pouvez-vous dessiner les étapes d'un mécanisme de transduction suite à un cycle lytique ?

Réponse

Transduction génétique fr.svg, par Reytan avec modifications de Geni & toony, via Wikimédia Commons, domaine publique, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transduction_genetic_fr.svg

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QUESTION 13

Qu'appelle-t-on "un gène xénologue" ?

Réponse

Un gène xénologue est un gène introduit par transfert en provenance d’une autre lignée.

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QUESTION 14

Que sont des séquences orthologues ?

Réponse

Deux séquences homologues de deux espèces différentes sont orthologues si elles descendent d'une séquence unique présente dans le dernier ancêtre commun aux deux espèces.

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QUESTION 15

Quelles sont les deux applications biotechnologiques des transferts horizontaux des gènes ?

Réponse

La transgénèse, qui permet de produire des OGM (organismes génétiquement modifiés).La thérapie génique, qui permet de réparer, en général localement, un génome défaillant (maladie génétique).

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QUESTION 16

Qu'est-ce que la transgénèse ?

Réponse

La transgénèse est le fait d'incorporer un ou plusieurs gènes dans le génome d'un organisme vivant.

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QUESTION 17

Par quels moyens, l'introduction du transgène peut-elle s'effectuer ?

Réponse

Dans certains cas, l'insertion du transgène se fait par l'intermédiaire d'un vecteur. Les vecteurs les plus connus sont les plasmides qui comportent des séquences de régulation, de réplication ou encore des marqueurs de sélection. L'insertion peut aussi se faire par perméabilisation des membranes, par un procédé mécanique (projection de microbilles de tungstène ou d'or portant le plasmide), ou encore par un vecteur biologique (une bactérie, Agrobacterium tumefaciens pour la transformation des plantes ou un phage pour la transformation des bactéries).Il est également possible d'introduire la construction génique directement, par micro-injection dans la cellule.

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QUESTION 18

Quelle est l'expérience de transgénèse la plus connue ?

Réponse

L’expérience la plus connue de transgénèse est celle qui a consisté à insérer dans le génome de la souris, un gène de méduse responsable de la production d’une protéine GFP impliqué dans la bioluminescence.

Schéma de transgénèse.jpg par Pradana Aumars via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-4.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sch%C3%A9ma_de_transg%C3%A9n%C3%A8se.jpg?uselang=fr

Source : GFP Mice 01.jpg, par see above via Wikimédia commons, source Ingrid Moen, Charlotte Jevne, Jian Wang, Karl-Henning Kalland, Martha Chekenya, Lars A Akslen, Linda Sleire, Per Ø Enger, Rolf K Reed, Anne M Øyan and Linda EB Stuhr: Gene expression in tumor cells and stroma in dsRed 4T1 tumors in eGFP-expressing mice with and without enhanced oxygenation. In: BMC Cancer. 2012, 12:21. doi:10.1186/1471-2407-12-21 PDF, CC-BY-2.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:GFP_Mice_01.jpg?uselang=fr

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QUESTION 19

En quoi la trangénèse a-t-elle été utile dans le traitement du diabète de type 1 ?

Réponse

Historiquement, l’insuline utilisée pour soigner les malades a d’abord été extraite de pancréas de porc et de bœuf. La demande de plus en plus importante d’insuline au niveau mondial et le risque sanitaire associé à l’utilisation de produits animaux ont conduit à mettre en place des techniques de production d’insuline par génie génétique. Des bactéries ont été transformées pour produire de l’insuline. Pour cela les chercheurs ont modifié un plasmide en y introduisant le gène codant pour le précurseur de l’insuline (la proinsuline). Ils ont ensuite transformé des bactéries par ce plasmide recombiné pour en faire des bactéries productrices de proinsuline.

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QUESTION 20

Comment obtient-on des bactéries recombinées ?

Réponse

Pour obtenir des bactéries recombinées, on utilise la capacité de transformation des bactéries. Pour cela, il suffit d’introduire dans un milieu de culture liquide contenant une souche bactérienne , un plasmide recombiné possédant un gène d'intérêt.

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QUESTION 21

Qu'est-ce qu'un plasmide ?

Réponse

Un plasmide est une molécule d'ADN distincte de l'ADN chromosomique, capable de réplication autonome et non essentielle à la survie de la cellule. Les plasmides sont bicaténaires et généralement circulaires.

800px-Plasmide_FR.svg, Normand.cyr, CC-BY-SA-4.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Plasmide_FR.svg

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QUESTION 22

Quelle est la particularité des plasmides utilisés en microbiologie pour transformer des bactéries ?

Réponse

Les plasmide utilisés pour modifier des bactéries possèdent des gènes de résistance aux antibiotiques dont l'un d'eux contient un site de restriction.

Source : PBR322.svg par Ayacop (+ Yikrazuul ) via Wikimédia Commons, domaine publique, modifié par Sandra Rivière, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PBR322.svg

Ce plasmide possède deux gènes de résistance à deux antibiotiques : le gène A confère à la bactérie qui le possède, une résistance à l’ampicilline et le gène T confère une résistance à la tétracycline.

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QUESTION 23

Qu'est-ce qu'un site de "restriction" ?

Réponse

Un site de restriction est un enchaînement précis de nucléotides reconnu par une enzyme de restriction. Cette dernière est apable de couper l’ADN au niveau de cette séquence de nucléotides caractéristique.

Source : PBR322.svg par Ayacop (+ Yikrazuul ) via Wikimédia Commons, domaine publique, modifié par Sandra Rivière, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PBR322.svg

Ce plasmide possède un site de restriction appelé BamHI .

Site de restriction de l’enzyme BamH I

Source : BamHI2.png, par Simon Caulton, Propre travail, Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International . https://en.wikipedia.org/wiki/File:BamHI2.png

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QUESTION 24

Pouvez-vous dessiner le schéma des étapes d'une recombinaison de plasmides ?

Réponse

Source : Formation recombinante de plasmids.svg, par Soupe minestrone sur Wikipédia anglais, via Wikimédia Commons, CC-BY-SA-3.0-migré modifié par Sandra Rivière, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Recombinant_formation_of_plasmids.svg

Étapes de la recombinaison d’un plasmide

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QUESTION 25

Comment identifie-t-on les bactéries recombinées ?

Réponse

Les bactéries non recombinées seront reconnues grâce à leur résistance aux 2 antibiotiques . Les bactéries recombinées auront perdu la résistance à un antibiotique dont le gène a été scindé pour insérer le gène d'intérêt.

Source : PBR322.svg par Ayacop (+ Yikrazuul ) via Wikimédia Commons, domaine publique, modifié par Sandra Rivière, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PBR322.svg

Ce plasmide possède un site de restriction appelé BamHI situé au milieu du gène de résistance à la tétracycline. Si l'on introduit le gène d'intérêt au niveau du site de restriction, la bactérie transformée ne sera pas résistance à la tétracycline car le gène a été scindé. Ce caractère permettra d'identifier les souches de bactéries transformées de celles qui ne l'auront pas été (ces dernières étant alors résistantes aux deux antibiotiques).

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QUESTION 26

Quelle manipulation de laboratoire permet de repérer et de récupérer les bactéries recombinées ?

Réponse

Sur un milieu de culture contenant les 2 antibiotiques, seules les bactéries ayant reçu le plasmide non recombiné survivront. Celles ayant reçu le plasmide recombiné mourront. On peut alors se demander comment les récupérer si elles sont lysées par l’antibiotique. La technique est simple : à partir de la culture sur un milieu ne contenant que l'antibiotique dont le gène n'a pas été scindé lors de la recombinaison du plasmide, il convient de faire à l’aide d’un tampon, une empreinte de cette culture et de la déposer sur le milieu contenant les 2 antibiotiques. La comparaison des résultats obtenus permettra d’identifier dans la première culture les colonies de bactéries transformées par le plasmide recombiné : ce seront les colonies qui resteront présentes sur le milieu enrichi en un seul antibiotique (celui dont on a n'a pas touché le gène) mais ayant disparu sur le milieu contenant les 2 antibiotiques.

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QUESTION 27

Comment récupérer la substance d'intérêt qui a été produite par les bactéries suite à leur transformation ?

Réponse

La substance d'intérêt se trouve dans le cytoplasme des bactéries et ces dernières ne l’excrètent pas dans le milieu. Il faut donc lyser (éclater) les cellules bactériennes et isoler les substances recherchées en appliquant la technique de filtration par gel.

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QUESTION 28

Qu'est-ce qu'une chromatographie par gel-filtration ?

Réponse

C'est un procédé très simple de séparation de molécules de tailles différentes. Dans une colonne de filtration, on dispose des billes de gel possédant des pores de diamètre sélectionné. Lors de la filtration, les molécules dont le volume correspond aux pores seront piégées par les billes et les molécules plus grosses circuleront dans la colonne et seront récupérables dans le filtrat. On parle de filtration par exclusion.

Source : dessalage d'échantillons par chromatographie par filtration sur gel.jpg, par Potcherboy, propre travail, via wikimédia commons, modifié par Sandra Rivière, CC-BY-SA-3.0, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sample_desalting_using_gel_filtration_chromatography.jpg

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QUESTION 29

Qu'appelle-t-on "thérapie génique" ?

Réponse

La thérapie génique ou génothérapie est une stratégie thérapeutique qui consiste à faire pénétrer des gènes dans les cellules ou les tissus d'un individu pour traiter une maladie. La thérapie génique vise à remplacer ou complémenter un allèle mutant défectueux par un allèle fonctionnel, ou à surexprimer une protéine dont l'activité aurait un impact thérapeutique.

Gene therapy.jpg, par National Institutes of Health, via Wikimédia Commons, domaine publique, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gene_therapy.jpg

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QUESTION 30

Comment produit-on des vecteurs viraux dans le cadre d'une thérapie génique ?

Réponse

Pour produire des vecteurs viraux, on utilise des virus génétiquement modifiés et dits sécurisés. Le principe consiste à éliminer les séquences du virus qui codent des protéines, notamment celles associées à un éventuel comportement pathogène du virus, et à ne conserver que celles qui sont utilisées pour construire la particule virale et assurer le cycle d'infection. Le génome du virus est reconstruit pour porter les séquences du gène thérapeutique.

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QUESTION 31

Qu'est-ce qu'un rétrovirus ?

Réponse

Un rétrovirus est un virus à ARN qui possède une enzyme capable de rétrotranscrire l’ARN en ADN afin de faciliter son insertion dans l’ADN cellulaire.

698px-Hiv_gross, Translated by Raul654, CC-BY-SA-3.0-migrated, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Hiv_gross.png

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QUESTION 32

Qu'est-ce qui distingue les Adénovirus des Rétrovirus ?

Réponse

Les Adénovirus sont des virus qui possèdent de l’ADN et non de l’ARN. Contrairement aux rétrovirus qui sont obligés d’attendre la mitose pour intégrer leur matériel génétique, les adénovirus peuvent le faire directement. Cependant les chercheurs ont eu du mal à se débarrasser complètement des gènes les rendant potentiellement infectieux. Ils sont donc peu utilisés.

The End !!