Cours de Microbiologie Moléculaire (M1 2024-2025) PDF

# Génétique fondamentale et appliquée ## COURS de Microbiologie moléculaire (M1 2024-2025) (LBCM-FSB-USTHB) ## Eléments transposables et transposition (partie 3): les IS non classiques ### Séquences IS non classiques - Certaines IS sont capables de mobiliser des gènes avec une seule copie - C'es...

# Génétique fondamentale et appliquée ## COURS de Microbiologie moléculaire (M1 2024-2025) (LBCM-FSB-USTHB) ## Eléments transposables et transposition (partie 3): les IS non classiques ### Séquences IS non classiques - Certaines IS sont capables de mobiliser des gènes avec une seule copie - C'est le cas des séquences ISEcp1 et ISCR - L'importance de ces séquences : elles sont fréquemment impliquées dans la mobilisation des gènes de résistance aux antibiotiques chez les entérobactéries (une famille de bactéries Gram négatif impliquée dans de nombreux types d'infections chez l'homme en milieu hospitalier et communautaire) ### ISEcp1 - Elle est composée d'un gène codant pour une transposase et est délimitée par deux extrémités inversées répétées imparfaites (IR) de 14 pb  - Cette séquence est fréquemment retrouvée en amont des gènes de résistance aux antibiotiques de nouvelles générations (CTX-M et CMY) - Elle est responsable à la fois de la mobilisation (rôle dans la propagation de ces gènes de résistance) et l'expression de ces gènes  - La mobilisation des gènes voisins par cette séquence implique un mécanisme de non-reconnaissance de l'extrémité IRR - La transposase reconnait une séquence légèrement ressemblante (IRalt pour IR alternative) située en aval de l'IRR - La coupure au niveau de IRL et Iralt mobilise la séquence IS et les gènes voisins en aval de IRR  - L'insertion de l'unité de transposition délimitée par IRalt et IRL dans l'ADN cible génère des séquences répétées directes DR (de 5 pb)  - Cette séquence est impliquée dans l'expression des gènes voisins en leur apportant un promoteur fort (responsable de leur hyperexpression)  ### ISCR - A la différence des IS classiques, les ISCR ne sont pas bordées par des séquences inversées répétées - Ces IS sont plutôt bordées par des sites: - oriIS (rôle dans l'initiation de la transposition) - et terIS (séquence de type terminateur de la transposition) - ces sites sont situés respectivement en aval et en amont du gène de la transposase.  - Ces IS utilisent un mécanisme de transposition réplicative selon le mode cercle roulant qui est adopté pour la réplication de certains plasmides. - Leurs transposases présentent des homologies de motifs catalytiques (résidus tyrosines) avec les protéines Rep de ces plasmides. - Ces IS peuvent mobiliser des régions d'ADN adjacentes : car la terminaison de la transposition peut se poursuivre au-delà du site terIS. - Ces IS ont une capacité de mobilisation de gènes supérieure à celle des ISEcp1: peuvent mobiliser des segments d'ADN extrêmement grands (par exemple un intégron adjacent).  - Direction de la réplication en cercle roulant  - ISCR1, ISCR2, ISCR3, ISCR4, ISCR5, ISCR7, ISCR8, ISCR10, ISCR14, ISCR16, ISCR19, ISCR21, ISCR22, ISCR23, ISCR24, ISCR27 and ISCR-like identified, uniquely in Gram-negative bacteria of clinical importance!  ### Mécanisme de transposition de ISCR Le modèle de transposition dit « séquentiel » semble faire intervenir un intermédiaire circulaire simple brin - **Etape 1:** - Clivage monocaténaire du transposon au niveau de oriIS et terIS: excision du transposon et réplication en cercle roulant - **Etape 2:** - Clivage monocaténaire de la cible et intégration de l' intermédiaire circulaire  - Site oriIS flanquée d'un tétranucléotide conservé 5'CTTG ou 5' GTTC  - Site terIS flanquée d'un tétranucléotide conservé 5'CTCG   - Clivage monocaténaire en 3' du 5'-GTTC à l'extrémité ori  - Réplication du brin « leading » à partir du 3'-OH et déplacement du brin clivé. Intervention d'une hélicase et d'une ADN polymérase.  - Clivage en 3' du 5'-GTTC à l'extrémité ter et libération du brin de l'IS  - Attaque nucléophile du groupement 3'-OH du brin néosynthétisé sur la liaison 5'-phosphotyrosine au niveau du ter IS permet de refermer l'ADN donneur  - Chacune des extrémités 3'-OH libérées attaque une liaison 5'-phosphotyrosine. Intégration dans l'ADN cible. Réplication.  - ISCR et intégrons complexes de classe 1 (voir cours sur les intégrons)