Transferts de gènes entre espèces

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Bonjour tout le monde

À lire cet article, Wolbachia, le transfert (génétique) de l’année je m'interroge...

Il y est question de la découverte de l'intégralité du génome de la bactérie Wolbachia dans celui de la mouche Drosophila ananassae. On peut y lire que :

Aujourd’hui, les cellules des vertébrés contiennent un petit organite qui leur fournit de l’énergie : il s’agit de la mitochondrie, qui possède son propre ADN, et qui est le vestige d’une archéobactérie qui colonisait les cellules. C’est peut-être le destin qui attend Wolbachia, une bactérie qui parasite 70 % des invertébrés de la planète.

Lisant cela, je comprends que, comme pour les mitochondries, l'ADN de Wolbachia se trouve dans la cellule de la mouche, mais n'est pas incorporé dans l'ADN du noyau de la cellule de la drosophile. Dans ce cas, cet ADN bactérien est-il reclu quelque part (comme l'ADN de la mitochondrie dans la mitochondrie) ? Où ? J'ai cherché dans des articles sur le Net et n'ai trouvé nul part la réponse à cette question.

Et pourtant, quand on dit que de l'ADN a été "introduit dans le génome de l'insecte", ne veut-on pas dire "dans l'ADN du noyau de la cellule" ? C'est à dire son ADN nucléaire ? L'ADN de la drosophile inclut-il son ADN nucléaire + son ADN mitochondrial + ici l'ADN de Wolbachia ?

En clair, l'ADN de Wolbachia a-t-il été incorporé dans son ADN nucléaire ou pas ?

Le même genre de problème se pose pour moi au sujet de la plante Arabidopsis thaliana. Je peux lire dans le Pour la Science de septembre 2008, page 56, que :

Des gènes peuvent passer d'un génome à l'autre. Par exemple 20 % du génome de la plante Arabidopsis thaliana vient de bactéries photosynthétiques qui ont donné naissance à son chloroplaste : ces gènes sont passés du génome bactérien à celui du noyau de la plante et s'y sont multipliés, en prenant des fonctions variées.

Un peu plus loin il est dit :

Prenons le cas des gènes issus du chloroplaste chez A. thaliana : les protéines correspondantes ont acquis des fonctions très diverses dans la cellule végétale (...) Intégrés au génome receveur, ces gènes ont perdu toute appartenance à un programme autonome, et notamment au fonctionnement du chloroplaste.

Moi je comprends au final que 20 % des gènes de l'ADN nucléaire d'Arabidopsis thaliana viennent de ses propres chloroplastes ! Je trouve ça étonnant.

Bref, ce n'est pas toujours clair dans les articles de vulgarisation (je m'intéresse aux sciences naturelles mais par les lectures de vulgarisation, je n'ai pas fait d'études en biologie) au niveau de l'ADN entre le nucléaire, le mitochondrial... celui des chloroplastes. Si quelqu'un ici a la capacité d'éclairer un peu ma lanterne sur ce point, je suis preneur !
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[MaliciaR]

Hello,

C'est une histoire de fou que celle de Wolbachia, en effet

À lire cet article, Wolbachia, le transfert (génétique) de l’année je m'interroge...

J'ai juste une remarque pour cet article. Les mitochondries ne proviennent pas des Archaea, mais des Eubactéries... Ce sont les Riketsii qui sont les plus proches des mitochondries, aux dernières nouvelles.

En clair, l'ADN de Wolbachia a-t-il été incorporé dans son ADN nucléaire ou pas ?

Oui (C'est bête, je ne retrouve plus l'article qui en parlait, pourtant on nous en avait même parlé en cours il y a quelques mois... Sinon, le dernier Nature Heredity contient 2-3 articles sur l'influence de Wolbachia sur la reproduction chez les insectes)

Moi je comprends au final que 20 % des gènes de l'ADN nucléaire d'Arabidopsis thaliana viennent de ses propres chloroplastes ! Je trouve ça étonnant.

Pourquoi étonnant? Dans le sens, qu'est-ce qui te gêne dans ce résultat?
Il y a aussi des échanges entre les mitochondries et le noyau, même si c'est un point sujet à contreverses.


Les transferts horizontaux de gènes entre espèces sont aujourd'hui considérés comme processus réels, même si plein de choses les concernant ne sont toujours pas éclaircies

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Merci à toi MaliciaR.

Pourquoi étonnant? Dans le sens, qu'est-ce qui te gêne dans ce résultat?
Il y a aussi des échanges entre les mitochondries et le noyau, même si c'est un point sujet à contreverses.

Je ne savais pas que des échanges étaient possibles entre l'ADN des mitochondries et chloroplastes et le noyau d'une cellule. Je viens en effet de lire que :

Un transfert du génome mitochondrial vers le noyau a certainement eut lieu récemment chez Arabidopsis thaliana puisqu'une région de 620 kb [620 000 bases] identique à 99 % au génome mitochondrial a été identifiée sur le chromosome 2.

(source : http://ead.univ-angers.fr/~jaspard/P...rabidopsis.htm)

[doubleD]

salut

chez les plantes on a de véritables chimères. L'ADN mitochondrial est par exemple de trois origines différentes: mitochondriale bien sur, mais aussi chloroplastique et nucléaire.

Les transferts de gènes de la mito au noyau existent sous différentes formes (du moins chez les plantes, ce que je connais un peu), c'est à dire que l'on peut passer par une rétrotranscription d'ARNm de la mito, mais c'est pas nécéssaire comme le montre le bloc dont tu parles.

Pour le chloroplaste, je me souviens d'une publi où ils ont quantifié le taux de transfert du génome chloroplastique vers le noyau, et ils trouvaient une vitesse assez élévée, mais je me rappelle plus les ordres de grandeurs. Si je retrouve ça je la met.

[A voir en vidéo sur Futura]

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Pour résumer, on a donc vu ici des transferts possibles de gènes entre :

chloroplastes => noyau
mitochondries <=> noyau (dans les deux sens)
chloroplastes => mitochondries

Toutes les combinaisons sont-elles possibles ? Par exemple, noyau => chloroplaste et mitochondries => chloroplastes ?

Il y a-t-il plus de facilités pour ce genre de "sauts" chez les cellules végétales qu'animales ? Je sais que nous autres animaux avons des gènes issus de virus et de bactéries (pour la mouche !) mais peut-on avoir des gènes venant de nos mitochondries ?

[doubleD]

salut

oui. En fait la majorité des gènes mitochondriaux ont été transmis au noyau au cours de l'évolution. Le nombre transmis dépend des espèces, mais la majorité a été transmise.

De mémoire, il y a chez un protozaire, réclinomonas (americana ?), un génome mitochondrial avec énormément de gènes qui pour la plupart ont tous été transmis au noyau chez les autres eucaryotes.

[doubleD]

Re moi

J'ai retrouvé l'article pour le transfert de dna chloroplastique

Nature. 2003 Mar 6;422(6927):72-6. Epub 2003 Feb 5

Direct measurement of the transfer rate of chloroplast DNA into the nucleus.

Huang CY, Ayliffe MA, Timmis JN.
Department of Molecular Biosciences, The University of Adelaide, South Australia, 5005, Australia.
Gene transfer from the chloroplast to the nucleus has occurred over evolutionary time. Functional gene establishment in the nucleus is rare, but DNA transfer without functionality is presumably more frequent. Here, we measured directly the transfer rate of chloroplast DNA (cpDNA) into the nucleus of tobacco plants (Nicotiana tabacum). To visualize this process, a nucleus-specific neomycin phosphotransferase gene (neoSTLS2) was integrated into the chloroplast genome, and the transfer of cpDNA to the nucleus was detected by screening for kanamycin-resistant seedlings in progeny. A screen for kanamycin-resistant seedlings was conducted with about 250,000 progeny produced by fertilization of wild-type females with pollen from plants containing cp-neoSTLS2. Sixteen plants of independent origin were identified and their progenies showed stable inheritance of neoSTLS2, characteristic of nuclear genes. Thus, we provide a quantitative estimate of one transposition event in about 16,000 pollen grains for the frequency of transfer of cpDNA to the nucleus. In addition to its evident role in organellar evolution, transposition of cpDNA to the nucleus in tobacco occurs at a rate that must have significant consequences for existing nuclear genes.