La complexification des génomes : transferts horizontaux et endosymbioses - Cours et exercices de SVT, Terminale Générale

La complexification des génomes par les transferts horizontaux

1. Définition du transfert horizontal de gènes

Certains organismes sont capables de transférer de l’ADN à des organismes d'espèce différente, de manière volontaire ou accidentelle. Ces organismes receveurs vont alors intégrer ce nouveau matériel génétique. Ceci est possible grâce à l’universalité de l’ADN. Ces mécanismes sont appelés transfert horizontaux de gènes car ce sont des gènes transmis d’un organisme vers un autre, d'une espèce différente. Ils s'opposent à la transmission verticale des gènes des parents à leur descendance, et donc appartenant à la même espèce.

Ces mécanismes sont très fréquents chez les procaryotes.
Il existe trois mécanismes principaux aboutissant à des transferts horizontaux de gènes entre organismes :

• la transformation ;
• la conjugaison;
• ​la transduction.

a. La transformation

Parfois, lorsqu'un organisme meurt, une partie de son ADN peut se retrouver libre dans l'environnement. Cet ADN libre peut être absorbé par une cellule d'un autre organisme puis intégré à son génome : c'est le phénomène de transformation.

Schéma de la transformation.

La complexification des génomes par les endosymbioses

La symbiose est une association entre deux partenaires appartenant à des espèces différentes, durable et à bénéfice réciproque.

L'endosymbiose est une association symbiotique où l'un des organismes, appelé endosymbionte, est présent à l'intérieur des tissus ou des cellules de son hôte.

1. Exemples d'endosymbioses

Un exemple bien connu concerne les Cnidaires (Anémones de mer, Coraux, etc.) qui contiennent des zooxanthelles dans leurs tissus. Ces algues unicellulaires réalisent la photosynthèse et assurent ainsi la nutrition de leur hôte.

L'Élysie émeraude est le premier animal découvert capable de réaliser la photosynthèse. Elle peut réaliser ce métabolisme grâce à la présence, dans ses cellules, de chloroplastes appartenant à une algue unicellulaire dont elle se nourrit. Cette algue est appelée Vaucheria litorea. Grâce à ces chloroplastes, l'Élysie peut ainsi vivre jusqu'à dix mois sans apport de matière organique.

La mycorhize est le résultat d'une symbiose entre un champignon et une plante. Cette symbiose est très courante puisqu'environ 80 % des plantes sont concernées. Le champignon, grâce à de fins filaments appelés « hyphes » va coloniser les racines de la plante. Ces filaments, présents en grand nombre, permettent une meilleure exploration du sol. Ainsi, l'alimentation hydrique et azotée est favorisée pour la plante. Si le développement du champignon est réalisé à l'intérieur des cellules de la racine, on parle d'« endomycorhize ».