Transfert de gène

Sous le Transfert de gène fait référence au transfert artificiel ou naturel de matériel génétique étranger vers un ovule fécondé. Plus précisément, les gènes individuels sont transférés d'un organisme donneur à un organisme receveur. Une distinction est faite entre le transfert de gène horizontal et vertical. Le transfert de gène peut avoir lieu par transformation, conjugaison ou transfection. Les procédés techniques sont, par exemple, la micro-injection ou la méthode biolistique, également appelée «canon à gènes».

Qu'est-ce qu'un transfert de gène?

Le transfert horizontal de gènes est un processus dans lequel le matériel génétique est absorbé ou transmis sans voies de reproduction sexuelle et indépendamment des limites des espèces. Un gène possédant une certaine propriété est introduit dans un génome et y est activé. Plus précisément, cela signifie que le matériel génétique n'est pas transféré le long d'une lignée, tandis que le transfert vertical de gènes se fait par les ancêtres vers la progéniture.

Dans la théorie de l'évolution, le transfert horizontal de gènes explique l'émergence, par exemple, de micro-organismes caractérisés par des sauts majeurs de développement. À partir de là, à son tour, la transmission verticale doit être différenciée comme une forme spéciale, dans laquelle les agents pathogènes sont transmis à une autre via la constitution génétique d'une génération infectée.

Le transfert horizontal a été prouvé dans les micro-organismes et les invertébrés. Par exemple, les gènes résistants aux antibiotiques se propagent parmi les bactéries. Dans le cas de la bactérie Wolbachia, en revanche, un génome entier est introduit en contrebande dans les cellules d'une mouche des fruits, même si seuls certains des gènes assument plus tard certaines fonctions.

En raison de la dégradation rapide de l'ADN transgénique à l'extérieur d'une cellule, il est plutôt improbable qu'un transfert horizontal de gènes se produise dans la faune microbiologique. La plupart du temps, cela se déroule en laboratoire. L'émergence de différentes résistances et agents pathogènes à elle seule pourrait à son tour fournir des informations sur un transfert de gène naturel.

Un tel transfert de gène a été prouvé, par exemple, dans la bactérie du sol "Agrobacterium tumefaciens", qui a la capacité de transférer de l'ADN aux cellules végétales, un processus qui a été décrit pour la première fois par les biologistes moléculaires belges Marc Van Montagu et Jozef Schell en 1983, et à la bactérie en bâtonnets à Gram négatif "Bartonella henselae", qui est capable de transférer l'ADN dans des cellules eucaryotes via son propre système de transport.

Le transfert vertical de gènes, à son tour, est un croisement qui se produit chez deux individus ou plantes sur une base sexuelle, par lequel les gènes sont transmis aux générations suivantes. On parle alors d'une transmission le long de la ligne verticale de descente.

Si, par exemple, des plantes transgéniques et non transgéniques sont croisées, les plantes non transgéniques reprennent également les constructions des gènes. Il peut également être transmis aux chromosomes présentant des défauts génétiques.

Dans le cas des micro-organismes, la transmission d'ADN à la progéniture est appelée transmission verticale. Ce terme décrit également la transmission d'agents pathogènes pendant la grossesse, le processus de naissance et après la naissance de la mère à l'enfant. Des maladies infectieuses peuvent survenir ici, comme la rubéole ou le VIH.

Fonction et tâche

En génie génétique, le transfert horizontal de gènes est utilisé pour créer des organismes génétiquement modifiés. La procédure comprend de nombreuses méthodes qui dépendent du changement en question, par exemple s'il s'agit d'un procaryote ou d'un eucaryote. Le premier décrit des êtres vivants qui n'ont pas de noyau. Ce sont par exemple des bactéries, plus précisément des eubactéries et des archéobactéries. Ils se caractérisent par une grande adaptabilité biologique et une morphologie simple, n'ont pas de mitochondries, un génome libre dans le cytoplasme, ont une matrice extracellulaire complexe et un ADN supplémentaire.

En conséquence, les eucaryotes sont des organismes qui ont un noyau et se développent à partir de cellules de départ contenant un noyau. Ceux-ci peuvent à leur tour être des spores ou des zygotes. Un zygote est une cellule diploïde issue des ovules et des spermatozoïdes. Les spores sont des micro-organismes simples ou multicellulaires avec une résistance élevée aux influences environnementales.

Chez les procaryotes, la transformation, la transduction et la conjugaison ont lieu; chez les eucaryotes, la transfection a lieu. Lors de la transduction, une infection par bactériophages transfère des fragments d'ADN entre deux bactéries. Lors de la conjugaison, l'ADN est transféré d'une bactérie à une autre. Aussi du donateur au receveur à travers les frontières des espèces. Les bactéries qui agissent comme donneurs ont le facteur F qui rend la conjugaison possible en premier lieu. Une connexion entre les bactéries est créée au moyen d'un pont de plasma et le donneur transfère le plasmide au receveur. La transformation, à son tour, est l'absorption d'ADN libre par les bactéries.

Maladies et affections

Les chercheurs ont maintenant pu prouver que les gènes humains n'étaient pas seulement transférés d'une génération à l'autre via le transfert vertical de gènes, mais que les humains les ont également repris des bactéries au cours de leur évolution. Plus d'une centaine de gènes de micro-organismes sont entrés dans le génome humain par transfert horizontal de gènes.

Le résultat de la recherche a fait sensation pour la première fois en 2001, mais était toujours considéré comme controversé. Au fur et à mesure qu'une base de données génomique plus complète devenait disponible au fil des années, les scientifiques britanniques ont comparé les gènes d'espèces de mouches des fruits, de primates, de divers vers ronds et d'humains avec la constitution génétique des micro-organismes. Le résultat chez l'homme était de 145 gènes originaires du monde des microbes et remplissant également des tâches importantes, par exemple, ils sont impliqués dans le métabolisme des lipides ou dans diverses réactions immunitaires.

Un tel transfert horizontal de gènes se produit probablement à un moment où les différentes espèces ne s'étaient pas encore séparées. En revanche, le transfert de gène sous cette forme existe encore à ce jour chez les vers ronds et les mouches des fruits. La manière dont ces bactéries ont été introduites dans le génome humain n'a pas encore été élucidée. Une explication possible est des virus qui peuvent avoir servi de moyen de transport.

En général, le transfert de gène peut avoir un effet positif sur la santé des organismes en les rendant immunisés contre la susceptibilité externe, mais l'inverse peut également se produire, dans lequel les agents pathogènes, comme dans le cas du virus HI, sont transmis à un autre organisme.