Qu'est-ce qu'un génome bactérien?
Un génome bactérien est la collecte de toute l'information génétique d'une bactérie. Essentiellement, il détermine l'apparence et le fonctionnement d'une bactérie, à la fois en externe et en interne. Cette information génétique est organisée en gènes codés dans l'acide désoxyribonucléique (ADN) de l'organisme. Ces gènes sont ensuite organisés en chromosomes. En fait, le mot «génome» est en réalité une combinaison des mots «gène» et «chromosome». Bien qu'il existe de nombreuses variantes de la structure des génomes dans différents organismes, toutes les bactéries sont haploïdes, ce qui signifie qu'elles ne possèdent qu'un chromosome. Ainsi, toute l'information génétique contenue dans un génome bactérien est contenue dans un seul chromosome.
Le chromosome d'une bactérie est composé de paires de bases de nucléotides, composants structurels de base de l'ADN. L'ADN ne contient que quatre nucléotides: l'adénine, la thymine, la guanine et la cytosine. Ces nucléotides se lient toujours de la même manière - des liaisons adénine avec la thymine et des liaisons guanine avec la cytosine. Les quatre forment ensemble ce qu'on appelle une "paire de bases".
Les génomes bactériens peuvent contenir un nombre quelconque de paires de bases. Certains génomes bactériens contiennent moins de 200 000 paires de bases, tandis que d'autres contiennent plus de 12 millions de paires de bases. Par conséquent, le nombre de gènes trouvés dans les bactéries est très variable, avec entre 575 et 5 500 gènes rapportés dans les bactéries, selon l’espèce. À titre de comparaison, le génome humain contient plus de 3 milliards de paires de bases et environ 23 000 gènes.
Fait intéressant, la plupart des génomes bactériens sont organisés en une structure chromosomique circulaire. Les humains, en revanche, ont une structure chromosomique linéaire. La structure circulaire d'un génome bactérien, cependant, permet à son ADN de se répliquer et de s'arrêter au même endroit - une caractéristique que l'on ne voit pas dans les génomes linéaires d'autres organismes.
En tant qu'organismes qui se reproduisent de manière asexuée, les bactéries sont essentiellement des clones avec un ADN identique au génome de leur parent. Des modifications du génome d'une bactérie, également appelées évolution, peuvent être apportées par recombinaison génétique ou mutations. Les mutations peuvent se produire soit par des erreurs de réplication de l'ADN, soit par l'exposition à des mutagènes qui affectent l'interaction des nucléotides. Les bactéries peuvent également échanger et recombiner des informations génétiques entre elles par le biais de processus distincts appelés transformation, transduction ou conjugaison, en fonction du déroulement de l'échange génétique. Des modifications apportées au génome d'une bactérie peuvent entraîner la formation d'une nouvelle espèce.
Le séquençage de l'ADN consiste à déterminer l'ordre des nucléotides dans l'ADN d'un organisme. Cette information a été un élément clé de la recherche biologique. Le premier génome bactérien entièrement séquencé est celui d'Haemophilus influenzae, qui peut provoquer diverses maladies opportunistes telles que la pneumonie, la méningite et les infections respiratoires. Il a été séquencé avec succès en 1995 par l'Institute for Genomic Research. Depuis cette percée, des centaines de génomes bactériens ont été séquencés et les scientifiques continuent à rechercher et séquencer les génomes d'autres bactéries.