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La découverte de Frederick Griffith : comment cela a-t-il changé notre compréhension de l'hérédité en 1928 ?
En 1928, Frederick Griffiths a mené une expérience historique dans le domaine de la microbiologie, ouvrant ainsi la voie à la génétique moderne. Sa découverte a non seulement révélé comment les bactéries modifient leur matériel génétique au cours du processus de transformation, mais a également jeté les bases d'une compréhension future de l'ADN.
Les expériences de Griffith ont montré que des parties de bactéries pathogènes mortes peuvent rendre pathogènes des bactéries inoffensives.
Dans cette étude, Griffith a utilisé deux souches de Streptococcus pneumoniae : l'une est de type S pathogène (type lisse) et l'autre est de type R non pathogène (type rugueux). Lorsqu’il a co-injecté des bactéries mortes de type S avec des bactéries vivantes de type R à des souris, le résultat surprenant a été que les souris sont tombées malades et sont mortes, mais des bactéries vivantes de type S ont été trouvées dans leur corps. Cette découverte a amené Griffiths à se rendre compte que l'existence d'un certain « facteur de transformation » peut transformer des bactéries inoffensives en formes pathogènes.
Cette découverte a suscité une large attention scientifique car elle faisait allusion à l'existence et au transfert possible d'informations génétiques biologiques.
Ce n'est qu'en 1944 qu'Oswald Avery et d'autres ont confirmé que ce facteur de transformation était en réalité de l'ADN. Ce fut la première preuve solide que l'ADN transportait l'information génétique des cellules. Cette inspiration a incité les scientifiques à explorer la nature de l’ADN, ouvrant ainsi la voie au génie génétique ultérieur et au développement de la biotechnologie moderne.
Capacités naturelles et artificielles
La capacité naturelle est la capacité des bactéries à acquérir de l'ADN dans l'environnement naturel, tandis que la capacité artificielle est la propriété obtenue en traitant les cellules en laboratoire par des méthodes spécifiques. La génération de capacités permet aux cellules de s’adapter rapidement aux changements de l’environnement et constitue également un mécanisme important dans le processus de réparation de l’ADN. De nombreuses bactéries, telles que Bacillus subtilis et Streptococcus pneumoniae, ont été étudiées de manière approfondie pour comprendre leurs processus et fonctions de transformation génétique.
Mécanisme de collecte d'ADN
En laboratoire, les chercheurs fournissent souvent des fragments d'ADN ou des plasmides génétiquement modifiés à des fins de collecte. Le transport de l’ADN implique la traversée des membranes cellulaires et, dans certains cas, des parois cellulaires. Une fois à l’intérieur de la cellule, l’ADN peut être dégradé en nucléotides, qui peuvent être utilisés pour la réplication de l’ADN ou d’autres processus métaboliques. De plus, lorsque l'ADN se recombine avec le génome d'une cellule, un processus appelé transformation marque le transfert d'informations génétiques.
Régulation des capacités
En laboratoire, l'amélioration des capacités naturelles est souvent déclenchée par des carences nutritionnelles ou des environnements défavorables. Cependant, les signaux d’induction spécifiques et les mécanismes de régulation varient considérablement selon les différentes bactéries. Par exemple, certains facteurs de transcription, tels que sxy, affecteront les performances des capacités sous la régulation d'éléments d'ARN spécifiques. Cela suggère que les bactéries acquièrent de l’ADN externe pour obtenir un avantage en matière de survie lorsqu’elles sont confrontées à des conditions difficiles.
La fonction évolutive des capacités
On pense que la capacité a de multiples fonctions au cours de l'évolution, notamment l'amélioration de la diversité génétique, l'utilisation de l'ADN comme « nourriture » pour remplacer les besoins métaboliques des cellules et l'amélioration de la possibilité de réparer les dommages causés à l'ADN. Certains chercheurs ont suggéré que le processus de transformation chez les bactéries pourrait être analogue au rôle du sexe dans les organismes supérieurs, mais cette théorie reste controversée en biologie.
Il existe une hypothèse selon laquelle l'induction de ce mécanisme par des bactéries face au stress oxydatif contribuerait à la réparation de l'ADN.
Impact sur les recherches ultérieures
Les expériences de Griffith ont non seulement changé la compréhension de l'hérédité, mais ont également ouvert la voie à des décennies de recherche scientifique. Avec le développement du génie génétique et de la biotechnologie, de nombreux laboratoires exploitent les capacités des bactéries pour diverses applications, notamment la recherche en médecine, en agriculture et en écologie. L’exploitation des capacités artificielles permet aux scientifiques de mieux percer les mystères de la fonction et de l’expression des gènes.
Aujourd'hui, la découverte de Griffith affecte toujours le processus de nos sciences biologiques, ce qui amène les gens à se demander : à l'ère de la combinaison et de la transformation génétiques, que savons-nous des futures technologies génétiques ?
