TP : Origine endosymbiotique des mitochondries

En 1970, la chercheuse américaine Lynn Margulis propose de considérer les mitochondries comme d’anciennes bactéries qui auraient trouvé refuge dans des cellules eucaryotes. L’un des arguments actuels, confirmant cette théorie, est que les mitochondries possèdent des gènes hérités de ces anciennes bactéries.
On cherche, par des mesures en ExAO et l’analyse de séquences, à montrer que certains gènes mitochondriaux retrouvés chez les bactéries sont indispensables à la respiration des cellules eucaryotes et que leur étude permet de préciser le groupe de bactéries à l’origine des mitochondries.

Matériel :

– suspension de levures mutées Rho– (cytochrome
oxydase non fonctionnelle) ;
– chaîne d’acquisition ExAO avec sonde à O2 ;
– logiciel d’acquisition et sa fiche technique ;
– solution de glucose à 30 g.L-1 ;
– seringue de 1 mL ;
– séquences des acides aminés des enzymes
cytochromes oxydases mitochondriales chez différents
Eucaryotes ;
– séquences des acides aminés des enzymes
cytochromes oxydases cytoplasmiques chez différents
Procaryotes ;
– logiciel de traitement de séquences et sa fiche
technique.

Méthodes:

Afin de déterminer si certains gènes mitochondriaux retrouvés chez les
bactéries sont indispensables à la respiration des cellules eucaryotes et
que leur étude permet de préciser le groupe de bactéries à l’origine des
mitochondries :
– réaliser une expérience assistée par ordinateur (ExAO) ;
– traiter des séquences peptidiques.
Pour l’expérience ExAO :
– Remplir l’enceinte avec la quantité nécessaire de suspension de levure ;
– Réaliser des mesures pendant une durée de 10 minutes ;
– Ajouter 0,2 mL de glucose après 2 minutes.

Infos:

Dans le cas des mitochondries, les protéines de la membrane interne ont été très étudiées. Certaines sont en partie synthétisées par l’expression de gènes mitochondriaux. C’est le cas des cytochromes oxydases impliquées dans le métabolisme respiratoire.

Établissement de relations phylogénétiques :
La comparaison des séquences protéiques mitochondriales fournit des relations phylogénétiques plus fiables que celle des séquences d’ADN mitochondriales. On considère qu’un pourcentage de ressemblance supérieur à 20% est marqueur d’une relation de
parenté. Celle-ci est d’autant plus étroite que ce pourcentage est élevé.