[Biologie Moléculaire] Comparaison génome procaryote-eucaryote

[lazyboy]

Bonsoir à tous,

J'essaie de réaliser un grand schéma bilan (un peu synthétique mais pas trop) sur l'organisation du génome procaryote et eucaryote, à savoir:
- la localisation et la protection
- l'organisation structurale
- l'organisation fonctionnelle

Cependant, malgré toutes les recherches sur le net, dans mes bouquins, et dans mon cours, pas mal de choses restent un peu floues, comme la dénomination de chromosome pour le génome bactérien.

En fait, d'après ce que j'ai compris (et qui demande confirmation, ou précision), à l'état "stationnaire", dans une cellule plus ou moins quelconque et:
- procaryote,
il y a un chromosome bactérien, circulaire, accroché à la MP par le mésosome, et parfois un ou plusieurs plasmides. Le premier est superenroulé grâce à des protéines basiques (histones like) et à des ADN girases et des topoisomérases, formant une sorte de nucléoide (première interrogation, qu'est-ce qu'un nucléoide précisément ?). Le deuxième a la même structure (?) mais est plus petit, pouvant parfois se lier au premier formant un épisome.

-eucaryote,
Dans le noyau, le génome prend deux formes,

- euchromatine, ADN + protéines (histones hyperacétylées et hypométhylées et non histones) décondensée pouvant être exprimée (3.5 à 6nm de diamètre)

- hétérochromatine (facultative et constitutive), ADN + protéines (histones hypoacétylées et hyperméthylées et non histones) condensée ne pouvant pas être exprimée (20 à 30nm de diamètre--> plus gros que l'euchromatine???)

Mais ce que je ne saisis pas c'est en particulier les différents niveaux de condensation de la chromatine, de la forme collier de perles à solénoides. Ces différents niveaux correspondent-ils à une transition entre euchromatine et hétérochromatine?
Ces niveaux là existent-ils pour le chromosome bactérien? J'ai cru comprendre que oui, mais ils ressemblent plutôt à une sorte de bracelet avec des épingles à cheveux dessus..

Bref à première vue, cela se voit que cela est bien flou pour moi.. alors je demande un peu d'aide, quelques précisions, ou même quelques idées pour la comparaison que j'essaie d'établir, qui ne me semble pas si facile à établir justement.. Dois-je me baser sur la forme interphasique des chromosomes pour établir cette comparaison??

[lazyboy]

Et biensur j'allais oublier l'ADN mitochondrial et chloroplastique, que je pense avoir bien compris dans l'ensemble.. et qui de toutes manières ne représente pas l'intérêt majeur de mon exposé

[lazyboy]

personne n'est en mesure de m'aider ?

[Alegs]

Bonsoir!!
Oh que si, il y aura sûrement des gens très compétents pour tes interrogations!!

Pour la protection, bah les eucaryotes ont le système de compartimentations, et les procaryotes... ne l'ont pas. Mais en revanche leur membrane est plus dure, mieux protégée je crois. Et effectivement l'hétérochromatine prend plus de place que l'euchromatine... J'irais pas jusqu'à dire que l'hétérochromatine sert de structure mais bon...!
En revanche, ton collier de perles, il peut être condensé en et dans ce cas les histones se touchent presque. (ça s'enroule).
L'euchromatine, par définition, c'est ce qui est décondensé en interphase. Donc quand on n'est pas en interphase...

L'organisation fonctionnelle, beh, je crois que les cellules eucaryotes ont un matériel plus complexe car plus long à mettre en oeuvre, pour la réplication notamment (quelque chose comme 10 fois plus long).

Bref, attendons quelqu'un de qualifié

[810mali810]

Bref, attendons quelqu'un de qualifié

Je suis pas qualifié, mais voici les énoncés que je peux confirmer:

- procaryote,
il y a un chromosome bactérien, circulaire, accroché à la MP par le mésosome, et parfois un ou plusieurs plasmides

première interrogation, qu'est-ce qu'un nucléoide précisément

Le nucléoide est l'équivalent du noyau d'un eucaryote, mais pour le procaryote. C'est l'endroit où est contenu l'information génétique. par contre, il est différent du noyau. En effet, le nucléoïde est une région et non un organite à membrane si je peux dire ça comme ça.

l'ADN mitochondrial et chloroplastique

Je suis pas certaine que c'était une question. Mais, dans une cellule, tu as de l'ADN dans les chromosomes, responsables entre autre de la réplication de la cellule et aussi de l'ADN dans les mitochondries qui ont un rôle différent.

Pour le reste, je peux pas t'aider...

[lazyboy]

C'est déjà pas mal merci
Une derniere question, l'euchromatine ça ressemble à quoi ?? à un ADN double brin avec quelques proteines accrochées sans grand rapprochement ??
Autre chose, les figures d'épingle à cheveux etc. que l'adn peut prendre lorsqu'il est superenroulé, cela arrive à la métaphase ou n'importe quand ?

[MaliciaR]

Hello,

J'avais remarqué ton sujet, j'espère que les quelques petites choses que j'en dirai te seront utiles (trop de boulot mais trop peu de temps, donc... trop l'angoisse...).

Envoyé par lazyboy

Bonsoir à tous,

J'essaie de réaliser un grand schéma bilan (un peu synthétique mais pas trop) sur l'organisation du génome procaryote et eucaryote, à savoir:
- la localisation et la protection
- l'organisation structurale
- l'organisation fonctionnelle

Tu essaies de faire ça pour réviser?

En fait, d'après ce que j'ai compris (et qui demande confirmation, ou précision), à l'état "stationnaire", dans une cellule plus ou moins quelconque et:
- procaryote,
il y a un chromosome bactérien, circulaire, accroché à la MP par le mésosome, et parfois un ou plusieurs plasmides. Le premier est superenroulé grâce à des protéines basiques (histones like) et à des ADN girases et des topoisomérases, formant une sorte de nucléoide (première interrogation, qu'est-ce qu'un nucléoide précisément ?). Le deuxième a la même structure (?) mais est plus petit, pouvant parfois se lier au premier formant un épisome.

Un nucléoïde est la région où se situe le chromoïde. Le chromoïde est une dénomination un peu vieillote du "chromosome" bactérien. Par ailleurs, le chromoïde n'est pas toujours circulaire.
Le plasmide est plus petit et circulaire, on est d'accord, par contre il n'est pas attaché à la membrane plasmide à ma connaissance. Par ailleurs, le terme d'épisome n'est plus trop utilisé, on en parle surtout dans le cas des plasmides conjugatifs (F) dans les souches Hfr. Ce que tu peux dire concernant les plasmides, c'est que ce sont des entités autoréplicatifs (possèdent une ORI), qu'ils portent souvent des gènes de résistances à des antibiotiques (et à des métaux lourds, si je ne m'abuse) et qu'ils sont une particularité du monde bactérien (le seul Eucaryote qui en a c'est S. cerevisiae et elle a le plasmide 2µ).
Je voudrais juste apporter une petite précision : si tu parles de Procaryotes, tu seras un peu obligé de parler des Archae, donc parle plutôt des Bactéries.

-eucaryote,
Dans le noyau, le génome prend deux formes,

- euchromatine, ADN + protéines (histones hyperacétylées et hypométhylées et non histones) décondensée pouvant être exprimée (3.5 à 6nm de diamètre)

- hétérochromatine (facultative et constitutive), ADN + protéines (histones hypoacétylées et hyperméthylées et non histones) condensée ne pouvant pas être exprimée (20 à 30nm de diamètre--> plus gros que l'euchromatine???)

Mais ce que je ne saisis pas c'est en particulier les différents niveaux de condensation de la chromatine, de la forme collier de perles à solénoides. Ces différents niveaux correspondent-ils à une transition entre euchromatine et hétérochromatine?

L'hétérochromatine a un diamètre supérieur à celui de l'euchromatine, oui.
Ensuite, concernant la question que j'ai soulignée et je te donne deux affirmations lesquelles t'aideront à y répondre :
* L'héterochomatine est condensée et ne change pas d'état, alors que l'euchromatine, si.
* Le plus haut niveau de condensation atteint est le chromosome métaphasique.

Ces niveaux là existent-ils pour le chromosome bactérien? J'ai cru comprendre que oui, mais ils ressemblent plutôt à une sorte de bracelet avec des épingles à cheveux dessus..

Oui, le chromoïde est condensé aussi, je crois avoir une petite figure dessus si besoin. Mais ce n'est pas quelque chose de très populaire en enseignement donc ne te prend pas la tête dessus.

Dois-je me baser sur la forme interphasique des chromosomes pour établir cette comparaison??

Dois-tu? N'oublie pas que l'état interphasique de la chromatine fait partie des caractéristiques du génome eucaryote, donc tu ne peux pas vraiment comparer un truc à une étape donnée avec un autre truc.

Puis, puisque tu parles d'organisation fonctionnelle... Vas-y, on te lit

Envoyé par Alegs

Pour la protection, bah les eucaryotes ont le système de compartimentations, et les procaryotes... ne l'ont pas. Mais en revanche leur membrane est plus dure, mieux protégée je crois. Et effectivement l'hétérochromatine prend plus de place que l'euchromatine... J'irais pas jusqu'à dire que l'hétérochromatine sert de structure mais bon...!

Les procaryotes ne l'ont pas... Il y a bien un début de fermeture intracellulaire chez une bébête dont j'oublie toutjours le nom Sans parler de la différentiation chez les Bactéries (ce n'est pas le sujet), mais ça existe aussi.
Concernant la membrane plus dure des Bactéries... Tu sors ça d'où?

En revanche, ton collier de perles, il peut être condensé en et dans ce cas les histones se touchent presque. (ça s'enroule).
L'euchromatine, par définition, c'est ce qui est décondensé en interphase. Donc quand on n'est pas en interphase...

Donc, les histones ne se touchent pas quand le collier de perles n'est pas condensé... Là, j'avoue avoir du mal à suivre.
Finis tes phrases

L'organisation fonctionnelle, beh, je crois que les cellules eucaryotes ont un matériel plus complexe car plus long à mettre en oeuvre, pour la réplication notamment (quelque chose comme 10 fois plus long).

C'est vrai que la Giraffe est un animal beaucoup plus complexe que la Tortue parce qu'elle a le coup long
Tu m'excuseras, Alegs, mais faut arrêter de mettre le signe "équivalent" entre taille du génome et complexité du génome. Rassure-toi, c'est complexe partout.

Envoyé par 810mali810

Le nucléoide est l'équivalent du noyau d'un eucaryote, mais pour le procaryote. C'est l'endroit où est contenu l'information génétique. par contre, il est différent du noyau. En effet, le nucléoïde est une région et non un organite à membrane si je peux dire ça comme ça.

Je ne suis pas d'accord avec l'affirmation que le nucléoïde est l'équivalent du noyau. Le noyau chez les Eucaryotes a plusieurs fonctions autres qu'abriter l'ADN génomique et ce n'est pas le cas du nucléoïde. Sinon, tes autres remarques sont bonnes


J'oubliais : concernant l'ADN mitochondrial et l'ADN de plastes, tu peux en parler mais c'est de l'ADN extragénomique Donc, à traiter à part.


Cordialement,

[lazyboy]

Je vais essayer de reprendre dans l'ordre

-Je fais ça en effet pour réviser, ou plutôt pour préparer mes révisions de l'année prochaine (1e année de BCPST). Je viens d'achever la comparaison mitochondrie-chloroplaste qui m'a pris une journée entière (et c'est peu!) lol

- Pour les plasmides je suis tout à faire d'accord avec ce que tu as marqué, j'avais d'ailleurs récolté quelques informations à ce sujet. Il existe en effet, des plasmides R (de résistance comme tu l'as dis), F (conjuguatifs), métaboliques, virulents, ...

- Je sais par ailleurs qu'il existe certaines bactéries qui possèdent des chromosomes linéaires, plusieurs même, mais ce sont des cas particuliers, et j'essaie d'établir une comparaison la plus générale possible (je le signalerai en NB).

- C'est aussi en ce sens que je ne vais m'attacher qu'aux bactéries et pas au archéa.

- Dans le cadre de ma comparaison, lorsque je dois établir des parallèles entre les deux génomes c'est l'aspect structural qui me pose le plus de probleme en effet, chez les eucaryotes les différents niveaux de condensation mettent en jeu également les différentes phases du cycle de mitose, or lorsque je montre ces différents niveaux chez la bactérie, je ne suis pas du tout en mesure d'établir ce même parallèle avec un quelconque cycle de division (que je sais par ailleurs binaire, mais pas plus..). Donc mon problème est clairement: dois je m'interesser au chromosome métaphasique ou dois-je me contenter d'expliquer uniquement l'état du génome à l'interphase (qui est un peu la phase de "repos" en ce sens que le matériel génétique n'est pas condensé d'une facon particulière en vue d'une quelconque division, non?) ?

- Je suppose que lorsqu'il parlait de membrane plus dure chez les bactéries, il faisait référence à la présence d'une paroi (peptidoglycane) d'une membrane externe (chez les gram négative) et à une capsule parfois.

- Par complexité du génome je pense qu'il parlait du fait que le génome eucaryote est répétitif, présente des sequences non codantes (introns) tandis que le genome procaryote est pratiquement entièrement codant. En effet quelle surprise de voir que le génome humain mesure 3 400 Mpb pour 26517 gènes environ, tandis que celui d'E-Coli ne mesure que 464 Mpb pour 4243 gènes... En revanche, l'apparence de l'organisme ne laisse en rien présager de l'importance de son génome, exemple, la fougère qui présente 1200chromosomes!!!!



Voilà, sur ce, je pense avoir bien compris ce que vous m'avez dit, et je vous remercie tous!

[MaliciaR]

Hello,

Envoyé par lazyboy

- Je sais par ailleurs qu'il existe certaines bactéries qui possèdent des chromosomes linéaires, plusieurs même, mais ce sont des cas particuliers, et j'essaie d'établir une comparaison la plus générale possible (je le signalerai en NB).

Oui, tu peux mettre que le chromoïde bactérien est en général circulaire
Comme tu sais que des exceptions existent, tu sauras t'en souvenir. Pour pousser encore, il existe aussi des Bactéries avec plusieurs chromoïdes (ce cher Deinococcus radiodurans).

- C'est aussi en ce sens que je ne vais m'attacher qu'aux bactéries et pas au archéa.

De toute façon, pour ce que l'on en connaît... Tu n'aurais pas beaucoup à dire

- Dans le cadre de ma comparaison, lorsque je dois établir des parallèles entre les deux génomes c'est l'aspect structural qui me pose le plus de probleme en effet, chez les eucaryotes les différents niveaux de condensation mettent en jeu également les différentes phases du cycle de mitose, or lorsque je montre ces différents niveaux chez la bactérie, je ne suis pas du tout en mesure d'établir ce même parallèle avec un quelconque cycle de division (que je sais par ailleurs binaire, mais pas plus..). Donc mon problème est clairement: dois je m'interesser au chromosome métaphasique ou dois-je me contenter d'expliquer uniquement l'état du génome à l'interphase (qui est un peu la phase de "repos" en ce sens que le matériel génétique n'est pas condensé d'une facon particulière en vue d'une quelconque division, non?) ?

Bobo! Ce que j'ai souligné dans ton propos est une petite erreur que beaucoup font : on parle des différentes phases du cycle cellulaire, la mitose en étant une. La division bactérienne est vraiment un phénomène très très passionnant, mais pas le temps d'en parler en ce moment...
Ton problème n'en est pas vraiment un. Ou plutôt, tu te compliques un peu la vie : si tu ne te sens pas à l'aise car ne voyant pas comment fair ces liens, fais un truc vraiment synthétique et scolaire (dans le sens de cloisonné ) et tu complèteras ensuite. Si tu veux parler structure, borne-toi à la structure :
* chez les Procaryotes, c'est ainsi (comme tu l'avais décrit plus haut), point;
* chez les Eucaryotes, c'est ainsi pendant telle phase, mais ainsi pendant telle autre, etc. Comme je te l'ai dit, ces différentes structures font sont des caractéristiques de l'ADN génomique eucaryote, donc tu ne peux pas prendre une structure pour essayer d'établir une différence globale avec un autre ADN génomique (le procaryote). Le chromosome métaphasique est une structure caractéristique d'une phase précise du cycle cellulaire, comme son nom l'indique.
Par ailleurs, l'interphase n'est pas une phase de "repos"; c'est une phase où il n'y a pas de division cellulaire. Si tu veux parler de phase de quiescence, tu dois parler de G₀ . Là, tu auras droit de parler de phase de repos. Mais je n'appellerai pas la phase S de l'interphase une phase de repos

- Je suppose que lorsqu'il parlait de membrane plus dure chez les bactéries, il faisait référence à la présence d'une paroi (peptidoglycane) d'une membrane externe (chez les gram négative) et à une capsule parfois.

- Par complexité du génome je pense qu'il parlait du fait que le génome eucaryote est répétitif, présente des sequences non codantes (introns) tandis que le genome procaryote est pratiquement entièrement codant. En effet quelle surprise de voir que le génome humain mesure 3 400 Mpb pour 26517 gènes environ, tandis que celui d'E-Coli ne mesure que 464 Mpb pour 4243 gènes... En revanche, l'apparence de l'organisme ne laisse en rien présager de l'importance de son génome, exemple, la fougère qui présente 1200chromosomes!!!!

J'ai compris ce dont il voulait parler. Mais les raccourcis et les affirmations telles qu'énoncés me font un peu sursauter, c'est tout
Concernant la complexité, soit on admet que tout génome est complexe, soit on abandonne ce mot. Il est toujours source de mauvaises interprétations.

Bon courage pour la suite. Je suis curieuse de voir comment tu vas établir la comparaison fonctionnelle J'espèr que tu nous en feras part.


Cordialement,

[lazyboy]

Il y a un moyen d'importer des images? J'essaierai de scanner tout ça par la suite ... mais il faut savoir que le plus important dans cet exercice, c'est l'aspect visuel, donc ne soyez pas deçu par l'aspect synthétique de la chose.. merci en tout cas, je vais m'y atteler !

[MaliciaR]

Envoyé par lazyboy

Il y a un moyen d'importer des images?

Oui, tu as une champ "Gérer les pièces jointes" en-dessous de ton champ de réponse (en mode avancé).


Cordialement,

[lazyboy]

Voilà ce que j'avais pu faire sur la comparaison mitochondrie chloroplaste...