Comment des mutations rares permettent à une petite fraction de bactéries de survivre à un antibiotique et de devenir majoritaires ?

Variation génétique bactérienne et résistance aux antibiotiques

Niveau : 1ère — Thème : Mutations et sélection naturelle chez les bactéries

Objectifs

Comprendre comment apparaissent les variantes résistantes (mutations, transfert de gènes).
Savoir comment la sélection naturelle modifie la fréquence des variants dans une population bactérienne.
Interpréter des résultats expérimentaux simples et calculer des fréquences après sélection.

Notions clés

1. Mutation — origine de la variation

Définition : une mutation est une modification aléatoire de l'ADN. Chez les bactéries, la fréquence des mutations ponctuelles est faible, typiquement de l'ordre de \(10^{-8}\) à \(10^{-10}\) par nucléotide et par génération, mais la reproduction rapide et les grands effectifs rendent ces mutations significatives.

2. Variantes et fréquences — comment quantifier

On note la fréquence de la variante résistante \(p\) (proportion de cellules résistantes) et la fréquence des sensibles \(1-p\). Exemple numérique : \(p=10^{-6}\).

Après une pression de sélection (antibiotique), les survivants seront pondérés par leur