Mise en évidence expérimentale d'un transfert génique horizontal

Il est possible en classe de mettre en évidence de manière expérimentale le transfert génique horizontal. Nous avons recherché par PCR et électrophorèse la présence des gènes codant les sous-unités S et L de la RuBisCO chez des plantes comme le radis (Raphanus sativus) ou le chou-fleur (Brassica oleracea variété botrytis). Nous avons travaillé sur deux types cellulaires :

• des cellules chlorophylliennes qui contiennent à la fois le génome nucléaire et le chloroplastique et
• des cellules non-chlorophylliennes qui contiennent essentiellement le génome nucléaire.

Les résultats obtenus permettent aux élèves de conclure que chez le radis ou le chou-fleur le gène de la sous-unité L est révélé uniquement dans les cellules chlorophylliennes. Il appartient donc au génome chloroplastique. En revanche le gène de la sous-unité S est révélé aussi bien dans les cellules chlorophylliennes que les non chlorophylliennes. Ce gène est donc présent dans le génome nucléaire (mais rien ne permet de conclure ici qu’il est absent du génome chloroplastique). Cette conclusion peut être généralisée à l’ensemble des Eucaryotes du groupe des Chlorobiontes (algues vertes et plantes terrestres).L’activité peut être complétée par l’apport de la notion de transfert horizontal du gène de la sous-unité S de la RuBisCO du chloroplaste vers le noyau : les chloroplastes sont nés par endosymbiose d’une bactérie photosynthétique. Chez l’ancêtre commun des plantes et des algues vertes, le gène de la petite sous-unité de la RuBisCO, initialement présent dans le génome du chloroplaste, a été transféré de manière horizontale vers le génome nucléaire. Ce gène n’est plus présent dans le génome du chloroplaste.

Vous trouverez en pièces jointes un dossier complet présentant l'activité ainsi que les fichiers .edi et .pdb associés.

 

La réalisation de la PCR et de l'électrophorèse nécessite d'être en classe mais l'activité comporte une partie numérique qui peut être réalisée à distance par les élèves.

Christel Marrocco, Isabelle Pruvot, Pierre Breton. Lycée Henri Wallon, Valenciennes