VARIATION GÉNÉTIQUE ADAPTATIVE

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DES BACTÉRIES HÉTÉRODOXES

On aurait pu croire que, depuis un demi-siècle, le débat sur l'origine des mutations était définitivement clos ; pourtant, il a été relancé par John Cairns et ses collaborateurs en 1988, toujours à partir de travaux sur des bactéries. En cultivant une souche de colibacilles sur un milieu sans glucose, ils ont observé une fréquence anormalement élevée de cellules ayant subi une mutation dans un gène particulier, défectueux au départ dans cette souche. Cette mutation redonnait au gène son activité, permettant ainsi l'utilisation d'un sucre de remplacement, le lactose. Ils en ont déduit l'existence d'un mécanisme de mutagenèse « adaptative » produisant préférentiellement des mutations favorables.

La conclusion de ce débat est venue de travaux publiés au cours du dernier trimestre 1998, après dix années d'une controverse très intéressante, alimentée par plusieurs équipes de recherche : de nouveau, il a été montré que les mutations ne sont pas dirigées par les conditions de milieu. Mais un autre élément important a été mis en évidence : en condition de carence nutritive, un petit nombre de bactéries, estimé à 1/100 000 de la population totale, est le siège d'une hyper-mutagenèse. Dans cette sous-population, la fréquence de mutations est très fortement augmentée sur l'ensemble du génome, moyennant quoi la sélection naturelle opère un tri en avantageant les mutations qui permettent de surmonter la carence nutritive. Nous sommes bien toujours dans un schéma darwinien, mais, contrairement au postulat en vigueur depuis le début du xxe siècle, le concept de fréquence immuable des mutations spontanées est à rejeter. Remarquons au passage que la situation que nous venons de décrire paraît très pertinente d'un point de vue adaptatif. La population en difficulté maintient en majorité un génome stable, mais « délègue » une petite minorité de cellules pour créer de la variabilité génétique. En d'autres termes et si l'on peut se permettre cette image anthropomorphique, la population met « deux fers au feu », ce qui peut lui permettre de parer à toute éventualité.

En fait, la remise en cause du concept de fréquence immuable des mutations ne date pas d'aujourd'hui ; déjà, dans les années 1970, Miroslav Radman et son équipe avaient montré que chez le colibacille, en cas de nombreuses lésions dans l'ADN, produites par des agents physiques ou chimiques, il se déclenchait un système de réparation erronée, dénommé mutagenèse S.O.S., qui augmentait la fréquence de mutations. Mais ce phénomène n'était jusqu'ici connu que dans le cas de lésions de l'ADN ; ce qui est nouveau, c'est que des mécanismes de mutagenèse peuvent être induits par des conditions telles que la carence nutritive, qui ne touche pas directement à l'intégrité du matériel génétique.

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Écrit par :

  • : professeur des Universités, professeur de génétique à l'université de la Méditerranée

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Pour citer l’article

Jean-Claude BREGLIANO, « VARIATION GÉNÉTIQUE ADAPTATIVE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 25 janvier 2023. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/variation-genetique-adaptative/