Les procaryotes comme les bactéries n'ont pas beaucoup de vie sexuelle. La plupart des espèces procaryotes ne participent pas à la reproduction sexuée et n'ont qu'une copie de chaque gène sur leur unique chromosome solitaire. Les organismes sexuellement reproducteurs ont deux ensembles de chromosomes, un ensemble de chaque parent, et ont donc deux versions de chaque gène. Cet arrangement augmente la diversité génétique. Cependant, les bactéries ont trouvé des moyens d'augmenter leur diversité génétique grâce à trois techniques de recombinaison: transduction, transformation et conjugaison.
Qu'est-ce que la recombinaison génétique?
Les organismes évoluent en raison des modifications de leur génome. séquences qui codent pour les protéines et les ARN. Des mutations à l'ADN peuvent survenir à tout moment et pourraient changer la structure des protéines produites. Les procaryotes ont des moyens supplémentaires d'évoluer leurs génomes en plus de compter sur des mutations relativement peu fréquentes. Grâce à la recombinaison génétique, les cellules procaryotes individuelles peuvent partager l'ADN avec d'autres cellules individuelles, n'appartenant pas nécessairement à la même espèce. Cela peut aider à propager un gène bénéfique qui produit des organismes plus sensibles. Par exemple, l'apparition d'un gène conférant une résistance aux antibiotiques pourrait créer une souche virulente de bactéries. Les cellules peuvent propager le gène bénéfique par recombinaison génétique, contribuant ainsi à assurer la survie de l'espèce.
Transduction
La transduction est le transfert d'ADN d'une bactérie à une autre par l'action des virus. Quand un virus infecte une bactérie, il injecte son matériel génétique dans sa victime et détecte la machinerie de la bactérie pour synthétiser l'ADN, l'ARN et les protéines. Parfois, le matériel génétique viral se joint à l'ADN de l'hôte. Plus tard, l'ADN viral s'auto-excite du chromosome de la bactérie, mais le processus est imprécis et des gènes bactériens pourraient être inclus dans l'ADN viral nouvellement libéré. Le virus oblige l'hôte à répliquer de nombreuses copies du génome du virus ainsi que des gènes hôtes le long du trajet. Le virus provoque alors la rupture de la cellule, libérant de nouvelles particules virales qui répètent le cycle. De cette façon, les gènes d'un hôte se combinent avec ceux d'un autre hôte, peut-être d'une autre espèce.
Transformation
Certaines espèces de bactéries peuvent ingérer des segments d'ADN, connus sous le nom de plasmides, incorporer les plasmides dans leurs propres chromosomes. La bactérie doit d'abord entrer dans un état spécial, appelé compétence, qui permet la transformation. Pour atteindre la compétence, la bactérie doit activer un certain nombre de gènes qui expriment les protéines requises. Les bactéries transforment habituellement l'ADN de la même espèce. Les scientifiques utilisent la transformation pour introduire l'ADN étranger dans les cellules procaryotes en incorporant l'ADN dans le milieu de croissance. De cette façon, les chercheurs peuvent évaluer les effets de différents segments d'ADN et même créer des micro-organismes concepteurs avec les traits désirés.
Conjugaison
La conjugaison est l'équivalent bactérien du sexe. Il implique un contact physique entre deux cellules, éventuellement via une structure de pont appelée pilus. Les cellules donneuses doivent contenir un petit segment d'ADN appelé plasmide F, dont le receveur doit manquer. La cellule donneuse fournit un seul brin d'ADN du plasmide F et le transfère au receveur. L'enzyme ADN polymérase synthétise ensuite un brin complémentaire pour produire la structure d'ADN normalement à deux brins. Dans certains cas, le donneur contribue également à l'ADN chromosomique au-delà de celui du plasmide F. Le receveur combine l'ADN du donneur avec son propre génome.
