Qu'est-ce que « Le transfert horizontal de gènes » ?

Les procaryotes acquièrent des gènes de cellules qui ne sont pas leurs parents par trois voies. La transformation : une cellule absorbe de l’ADN nu présent dans son milieu (libéré par des cellules mortes) et l’intègre par recombinaison à son chromosome ; certaines espèces sont naturellement compétentes, et c’est par cette voie que les pneumocoques échangent leurs gènes de capsule. La conjugaison : un donneur portant un plasmide conjugatif (le facteur F d’E. coli) construit un pilus, attire un receveur contre lui et lui transmet un simple brin du plasmide à travers un pore tout en le répliquant selon le cercle roulant ; si le plasmide s’est intégré au chromosome (souche Hfr), des gènes chromosomiques sont transférés à sa suite dans un ordre fixe, et le moment où chacun entre permet de cartographier le chromosome. La transduction : un bactériophage empaquette par erreur un fragment d’ADN de l’hôte et l’injecte dans la cellule suivante qu’il infecte. Ensemble, ces voies font passer des gènes de résistance d’une espèce à l’autre dans les hôpitaux en quelques années, et ont déplacé des gènes métaboliques à travers tout l’arbre bactérien au cours des temps géologiques, si bien que l’ascendance d’un procaryote est un réseau autant qu’un arbre (Chapitre 24).

Les bactéries se reproduisent clonalement mais échangent des gènes par trois routes. La transformation : la capture d’ADN nu du milieu par une cellule compétente — la route par laquelle les pneumocoques de Griffith ont acquis leur capsule et par laquelle Avery a montré que le principe transformant était de l’ADN (1944). La transduction : un phage qui emballe un morceau d’ADN de son hôte et l’injecte dans le suivant (Chapitre 13). La conjugaison : le transfert d’un plasmide par un pilus et un pont de conjugaison, d’un donneur qui le porte à un receveur, démontré par Lederberg et Tatum (1946) avec des souches auxotrophes d’E. coli qui ne donnaient de recombinants prototrophes qu’une fois mélangées. Les plasmides conjugatifs portent leurs propres gènes de transfert ; beaucoup portent aussi des gènes de résistance, souvent groupés en intégrons et encadrés de transposons, de sorte qu’un seul accouplement peut transférer la résistance à cinq antibiotiques à la fois, par-delà les espèces. Il en résulte qu’une espèce bactérienne a un génome cœur partagé par toutes ses souches et un génome accessoire qui varie — un pangénome : deux souches d’E. coli peuvent différer par un cinquième de leurs gènes, et les souches pathogènes diffèrent des souches inoffensives surtout par des îlots acquis de gènes de virulence. Les gènes du chapitre des mutations du volume de deuxième année naissent par mutation ; ceux de ce chapitre-ci, pour la plupart, arrivent.