Comment un génome acquiert‑il des gènes sans filiation directe ?

1. Vertical ou horizontal ?

La transmission verticale suit la reproduction et les branches d'une phylogénie. Un transfert horizontal fait passer du matériel génétique entre organismes sans relation parent-descendant directe. Une forte similitude entre gènes d'espèces éloignées, associée à une distribution discontinue, peut signaler un transfert mais doit être distinguée d'une contamination.

2. Transformation, conjugaison et transduction

Une bactérie peut capter de l'ADN libre, recevoir un plasmide par contact ou acquérir de l'ADN transporté par un virus bactérien. Le fragment doit ensuite être maintenu, répliqué ou intégré. Ces mécanismes diffèrent par leur vecteur mais ont en commun de créer une variation sans reproduction sexuée.

3. Résistances et sélection

Un plasmide peut porter un ou plusieurs gènes de résistance et circuler entre bactéries. L'antibiotique ne dirige pas ce transfert, mais favorise ensuite les cellules qui possèdent la résistance. Distinguer origine de la variation et tri sélectif évite de dire que les bactéries fabriquent le gène parce qu'elles en ont besoin.

4. Une endosymbiose devient organite

Une cellule ancestrale a internalisé une bactérie aérobie sans la digérer ; l'association durable a donné les mitochondries. Dans la lignée des organismes photosynthétiques, une cyanobactérie internalisée est à l'origine des chloroplastes. Cette intégration a ajouté des capacités métaboliques majeures aux cellules eucaryotes.

5. Des indices convergents

Ces organites possèdent un ADN circulaire, des ribosomes proches de ceux des bactéries, se divisent par scissiparité et sont entourés de membranes cohérentes avec une internalisation. Les phylogénies de leurs gènes les rapprochent respectivement de protéobactéries et de cyanobactéries. Aucun indice isolé n'est aussi fort que leur convergence.

6. Des gènes transférés vers le noyau

Au cours de l'intégration, de nombreux gènes de l'endosymbiote ont été perdus ou transférés vers le génome nucléaire. Des protéines codées dans le noyau sont aujourd'hui importées dans l'organite. L'organite conserve donc un petit génome mais dépend du noyau, ce qui rend l'association irréversible à l'échelle actuelle.

Erreurs fréquentes

L'essentiel à mémoriser

• Un transfert horizontal se reconnaît par une histoire de gène discordante avec l'histoire attendue des espèces, après contrôles.
• Plusieurs mécanismes introduisent rapidement dans une cellule des gènes issus d'un autre organisme.
• Le transfert crée ou diffuse une variation ; la pression antibiotique augmente ensuite la fréquence des bactéries résistantes.
• Mitochondries et chloroplastes dérivent de bactéries autrefois autonomes intégrées par endosymbiose.
• L'origine endosymbiotique est soutenue par des preuves structurales, biochimiques et phylogénétiques indépendantes.
• L'endosymbiose complexifie le génome eucaryote en redistribuant des gènes et en intégrant des fonctions cellulaires.

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Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-08-12

1. Programme de l'enseignement de spécialité de SVT de la classe terminale, Bulletin officiel de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-12.
2. Programme de sciences de la vie et de la Terre de terminale générale, Ministère de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-12.
3. Programmes et ressources en sciences de la vie et de la Terre - voie GT, Éduscol, consulté le 2026-08-12.
4. Witnessing Genome Evolution: Experimental Reconstruction of Endosymbiotic and Horizontal Gene Transfer, Annual Review of Genetics (Annual Reviews), consulté le 2026-08-19.