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parution suspendue
An international journal of food science and technology
 

 ARTICLE VOL 20/1 - 2000  - pp.71-84  - doi:10.3166/sda.20.71-84
TITLE
Evolution and diversity of pyrimidine metabolism genes in lactic acid bacteria

RÉSUMÉ

Évolution et diversité des gènes du métabolisme des pyrimidines chez les bactéries lactiques. Le métabolisme des pyrimidines constitue un modèle intéressant pour l'étude de la dynamique des génomes : alors que la voie de biosynthèse de novo des pyrimidines et la voie d'utilisation des pyrimidines exogènes sont inchangées dans l'ensemble du monde vivant, il existe une grande diversité d'organisation des gènes intervenant dans ces deux voies, en fonction de l'organisme considéré. Chez Lactobacillus plantarum, les gènes intervenant dans la biosynthèse des pyrimidines forment un grand opéron pyr, et deux gènes impliqués dans l'utilisation de l'uracile exogène sont groupés ailleurs sur le chromosome. Ces caractéristiques ont constitué le point de départ d'un travail comparatif des différentes structures pyr connues. Toutes les bactéries lactiques possèdent deux gènes pyrD, codant chacun un enzyme fonctionnel, sauf L. plantarum ; cette bactérie se distingue également par l'absence de gène pyrK et par le regroupement des gènes upp et pyrP. Les structures des opérons pyr sont communes et relativement bien conservées parmi les bactéries Gram+, mais on observe une plus grande diversité d'organisation génomique chez les bactéries lactiques. Cette diversité pourrait correspondre à des adaptations à des milieux particuliers, à de nouvelles niches écologiques. Ces adaptations seraient ainsi corrélées à des gains ou des pertes de fonctions, à l'origine de la diversité de taille des génomes des bactéries lactiques.

ABSTRACT

Pyrimidine metabolism is an appropriate model for studying bacterial genome dynamics. Whereas pyrimidine de novo biosynthesis and salvage pathways are the same throughout the living world, the organization of the corresponding pyr genes varies greatly from one organism to another. Lactobacillus plantarum has a large pyr biosynthesis operon and a bicistronic cluster involved in pyrimi* Laboratoire de microbiologie et de génétique, Université Louis-Pasteur Strasbourg-I, UPRES-A 7010 CNRS, 28 rue Goethe, 67083 Strasbourg cedex, France. Correspondence kammerer@gem.u-strasbg.fr dine salvage. These features were the starting point of a comparative study of all known pyr structures. All lactic acid bacteria possess two pyrD genes, both encoding a functional enzyme, except L. plantarum. Additionally L. plantarum has no pyrK gene, and its pyrP and upp genes form a cluster. pyr operonic structures are common among Gram+ bacteria and are relatively well conserved, but there is greater diversity amongst the lactic acid bacteria. This diversity could be due to adaptation to new ecological niches, correlated with functional gains or losses. This, in turn, could give rise to the differences in genome size.

AUTEUR(S)
Philippe HORVATH, Jean-Claude HUBERT, Benoît KAMMERER

Reçu le 18 décembre 1998.    Accepté le 25 août 1999.

MOTS-CLÉS
évolution, pyrimidine, bactérie lactique, génome, opéron.

KEYWORDS
evolution, pyrimidine, lactic acid bacteria, genome, operon.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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