Étude des mécanismes moléculaires de la recombinaison intraplasmidique chez Escherichia coli

Molecular mechanisms of intramolecular plasmid recombination in escherichia coli

• Auteur / Autrice : Dominique Brunier
• Direction : Stanislav Dusko Ehrlich
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 1989
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés contrôlés

ADN

Plasmides

Recombinaison génétique

Escherichia coli

Mots clés libres

Structure moléculaire

Séquence répétée

Génie génétique

Résumé

L'hérédité repose sur la transmission stable du matériel génétique au fil des divisions cellulaires. Cependant, à de faibles taux, des modifications peuvent survenir sur lesquelles la sélection peut s'opérer et conduire à l'évolution des organismes vivants. Elles résultent d'erreurs au cours de la réplication ou bien de la recombinaison des séquences d'ADN entre elles. Ce travail est consacré aux modifications par recombinaison entre des séqences répétées. Quels sont les signaux cellulaires, les séquences d'ADN et les fonctions protéiques capables de déclencher la recombinaison ? Ce travail démontre que chez Escherichia coli, une bactérie à Gram (-), l'induction de la synthèse d'ADN simple brin stimule la recombinaison entre des séquences répétées portées par un plasmide, et cela de façon si élevée que quelques heures d'induction suffisent à rendre 100% des cellules porteuses d'un plasmide recombinant. Nous avons montré que le mécanisme dépend de la longueur des séquences répétées : des séquences répétées de 9 pb recombinent par choix de copie alors que des séquences répétées de 18 pb ou plus recombinent par cassure et réunion. Enfin, nous avons recherché les fonctions bactériennes impliquées dans chacun des deux mécanismes et nous avons constaté que l'activité de l'hélicase II diminue l'efficacité de la recombinaison par choix de copie. Nous proposons que cette hélicase destabilise un intermédiaire spécifique de ce mécanisme.

The heredity is based on the stable transmission of genetic material. However, at a low efficiency mutations can occur on which natural selection operates and leads to the evolutioon of living organisms. These mutations are ponctual or result from recombination between DNA sequences. This work talks on recombination-related mutations. The low efficiency with which they occur renders their study difficult and the underlying mechanisms scant. What are the cellular signals, the DNA sequences and the fucntions which are able to trigger the recombination? This work demonstrates that, in Escherichia coli, generation of single-stranded DNA stimulates recombination between directly repeated sequences greatly, so that after few hours of induction a recombination event occurs in 100% of the cells. Mechanism of recombination depends on the length of repeats, since 9 bp duplications recombine by a copy choice type mechanism while 18 bp duplications or longer recombine by a break-join mechanism. Among the bacterial functions involved in these two mechanisms, is DNA helicase II which can destabilize a recombination intermediate generated by a copy choice mechanism and therefore repress this mechanism.