Etude de la conformation du chromosome chez la bactérie escherichia coli : plasticité et contraintes

par Emilie Esnault

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Microbiologie et génétique moléculaire

Sous la direction de Frédéric Boccard.


  • Résumé

    La connaissance des paramètres contraignant l'organisation des chromosomes est importante pour la compréhension plus générale du fonctionnement de la cellule. La plupart des génomes bactériens sont circulaires. Leur réplication progresse de façon bidirectionnelle à partir d'une origine unique et se termine dans la région opposée. La conformation chromosomique naturelle a été modifiée par des inversions. L'impact de ces réarrangements sur la physiologie de la cellule a été regardé. Les résultats montrent que le positionnement préférentiel des gènes sur le brin direct, la localisation des gènes impliqués dans la transcription, la réplication à proximité de l'origine de réplication sur le brin direct, et le biais de séquence observé le long des réplichores, ont une influence à long terme. Au contraire, la symétrie de réplichore a une influence à court terme. Si la perturbation de l'organisation en macrodomaine est le plus souvent bien tolérée par la cellule, deux types d'inversions affectent sévèrement la physiologie de la cellule : l’une impliquant le macrodomaine Ori et l'autre le macrodomaine Ter. La délocalisation de la fin de la réplication en dehors du macrodomaine Ter est très bien tolérée pas la cellule. Par contre, lorsqu’une petite portion de macrodomaine Ter est présente au niveau du nouveau terminus de réplication, la configuration chromosomique devient instable et nécessite RecA pour la viabilité. Des étapes post-réplicatives seraient affectées. RecA est importante de par son activité de recombinaison et parce qu'elle permet l'activation d'une réponse dite réponse SOS, qui permettrait à la cellule d'éviter de finir la réplication dans la région délocalisée.

  • Titre traduit

    Chromosomal organization and conformation in the bacteria escherichia coli : an investigation of plasticity and contraints


  • Résumé

    Knowledge of forces limiting genome plasticity could improve the general understanting of cell functioning. Most bacterial genomes are circular molecules, and DNA replication proceeds in two directions from a single origin to an opposite region where replication forks meet. Chromosomes were rearranged by large inversions. The respective effects of the rearrangements were assessed. The results show that the preferential positioning of essential genes on the leading strand, the proximity of genes involved in transcription and translation to the origin of replication on the leading strand, and the presence of biased sequences along the replichores operate only as long-term positive selection determinants. By contrast, selection operates to maintain replication arms of similar lengths. If modifying the macrodomain organization is most ofen well tolerated by the cell, two types of inversions severely affect the cell cycle. One involves the Ori macrodomain and the other involves the Ter macrodomain. In an interesting way, the positioning of the replication terminus outside the Ter macrodomain is well tolerated by the cell. On the contrary, when a portion of Ter macrodomain is present in the new zone where replication terminates, the cell physiology is severely affected. This configuration is unstable and RecA becomes essential for viability. Essential post-replication steps, that remain to be identified, seem to be inhibited. The role of RecA is important because of its recombination activity and its capacity to activate the SOS response. The SOS response probably allows replication to terminate outside the mispositionned terminus of replication.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 203-232

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2008)144
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