Symbiose et transfert horizontal des gènes : exemple du transfert du ...
que des savoirs socialement partageables soient produits à son sujet, condition
...... qui fait référence à la notion d'espèce, sous-groupe du genre en Sciences .....
d'exercices corrigés, annales d'examen, banques d'exercices en ligne) dans .....
Ceci me conduit à interroger la pérennité des résultats de la recherche d'A.
part of the document
Symbiose et transfert horizontal des gènes : exemple du transfert du gène PsbO de l'algue Vaucheria litorea à la limace de mer Elysia chlorotica.
Extraits du HYPERLINK "http://acces.ens-lyon.fr/evolution/evolution/accompagnement-pedagogique/accompagnement-au-lycee/terminale-2012/diversification-genetique-des-etres-vivants/symbiose-et-transfert-horizontal-des-genes" dossier réalisé par N. Salamé pour le site Acces
Lassociation dune limace de mer et des chloroplastes dune algue
LElysia chlorotica est une limace de mer ayant la forme dune feuille verdâtre. Sa couleur est due à la présence de chloroplastes dans les cellules épithéliales de son appareil digestif très ramifié. Ces chloroplastes ont été acquis par le mollusque au cours du passage de la forme larvaire à la forme adulte juvénile en consommant des filaments dune algue, Vaucheria litorea. Peut-on parler dendosymbiose entre un animal et des chloroplastes dune algue (et non avec une algue entière avec cytoplasme et noyau) ?
Les chloroplastes sont soumis à un renouvellement permanent de leurs constituants, notamment de leurs protéines membranaires des thylakoïdes. Si un certain nombre de protéines chloroplastiques sont codées par des gènes chloroplastiques (ADN chloroplastique), la majorité lest par des gènes nucléaires. Les protéines sont ensuite transférées du cytoplasme aux chloroplastes. Cela soulève le problème de ce qui cause la pérennité des chloroplastes dans les cellules du mollusque en labsence de gènes nucléaires de lalgue. Un transfert horizontal de gènes entre deux eucaryotes a-t-il eu lieu au cours de lhistoire évolutive des 2 espèces ?
Elysia chlorotica se nourrissant dalgues Vaucheria litorea
Algue Vaucheria et ses chloroplastes Cellule épithéliale de lappareil digestif du mollusque montrant nettement un chloroplaste (électronographie)
Cycle de vie de lElysia chlorotica
« 4 jours après la ponte, des larves éclosent et mènent une vie planctonique, se nourrissant dalgues unicellulaires microscopiques. Au bout de 3 semaines, elles se fixent sur des filaments de lalgue Vaucheria, et se métamorphosent. Les juvéniles se nourrissent des filaments de lalgue. La durée de vie moyenne est dune dizaine de mois. »
Nature de lassociation entre lElysia et les chloroplastes de lalgue Vaucheria
1 - La Vaucheria est-elle indispensable au mollusque durant toute la vie de ce dernier ?
« Quinze jours après leur métamorphose des Elysies juvéniles ont élevées dans une eau de mer artificielle et en labsence de filaments de lalgue Vaucheria dont elles se nourrissent. A ce moment-là les Elysies sont bien vertes. Ces Elysies ont été éclairées 14 heures par jour. Les chercheurs ont constaté que les Elysies, bien que soumises à un jeûne, ont achevé normalement leur croissance, se sont reproduites et ont eu une durée de vie normale. »
2 - Les échanges gazeux de lElysie en fonction de lintensité lumineuse
« Les chercheurs ont quantifié les échanges de dioxygène dElysies adultes avec leur environnement en fonction de lintensité lumineuse à laquelle ont été soumis les animaux. Le tableau indique les résultats obtenus :
Intensité lumineuse (en % de lintensité maximale)100%50%25%10%0%Intensité des échanges de O2 (µmolO2 /mgchl/h)+17+12+6+0,5-7 + correspond à un dégagement de dioxygène ; - à une absorption de dioxygène »
3 - Les échanges de dioxygène des Elysies au cours de leur vie.
« Les chercheurs ont étudié les échanges dO2 des mollusques durant leur vie. Il sagit danimaux élevés dans une eau de mer artificielle et soumis à un jeûne (pas dapport de filaments dalgue) à partir dune quinzaine de jours après leur métamorphose. Ces échanges ont été mesurés en plein éclairement dune part ( photosynthèse apparente) et à lobscurité dautre part (respiration). Le graphique illustre les résultats obtenus.(voir graphiqueci-dessous).
La photosynthèse brute a été calculée en additionnant photosynthèse apparente et respiration. »
Remarque :
« Des chloroplastes isolés de lalgue Vauchéria, placés dans un milieu physiologique, gardent leur structure et restent capables deffectuer les réactions de la photosynthèse pendant une dizaine de jours, puis ils se dégradent et cessent dêtre fonctionnels. »
Apport des cellules du mollusque aux chloroplastes quil héberge
« Les chloroplastes sont des organites dont la structure est très complexe et dont les constituants, notamment les protéines associées aux pigments chlorophylliens dans les membranes des lamelles sont constamment renouvelées.
Ces organites possèdent de lADN (une molécule dADN circulaire de 115.341 paires de nucléotides pour lADN chloroplastique de lalgue Vaucheria). Cet ADN est le support de gènes codant pour des protéines chloroplastiques impliquées dans la photosynthèse.
Cependant la majorité des protéines chloroplastiques sont codées par des gènes situés dans le noyau. Ces protéines sont synthétisées au niveau des ribosomes cytoplasmiques puis adressées aux chloroplastes
PsbO est une protéine chloroplastique constamment renouvelée, indispensable à la photosynthèse. Elle est codée par un gène présent chez tous les organismes photosynthétiques, situé normalement dans le noyau des cellules et absent du règne animal.
Avec lobjectif de rechercher la cause de la longévité fonctionnelle des chloroplastes dans les cellules de lElysia, les chercheurs, ont séquencé le génome chloroplastique de lalgue et identifié les gènes présents, pour voir notamment si le gène PsbO sy trouvait.
Ils ont recherché aussi ce gène dans lADN nucléaire de lalgue et déterminé sa séquence. Enfin, ils ont cherché si ce gène était présent dans lADN du mollusque et pour cela, ils ont extrait lADN de mollusques à jeun depuis plusieurs mois et dufs. »
Vous disposez des résultats de leurs recherches sous la forme dun fichier Psbo.edi à ouvrir avec le logiciel GénieGen. Ce fichier contient :
la séquence du gène PsbO nucléaire de l'algue
la séquence du gène PsbO situé dans l'ADN extrait d'un mollusque adulte
la séquence du gène PsbO situé dans l'ADN d'oeufs du mollusque
Après avoir étudié soigneusement les informations fournies et comparé les séquences proposées, construisez un argumentaire pour répondre aux questions suivantes :
Quest-ce qui justifie lemploi du terme endosymbiose dans le cas étudié ?
Comment peut-on être certain de lexistence dun transfert horizontal de gène ?
Quel est le bénéfice tiré de lassociation pour le mollusque ?
Peut-on parler de bénéfice pour lalgue ? et pour ses chloroplastes ?
