Plasmide

Définition

Chez les procaryotes et quelques eucaryotes, le plasmide se présente sous forme de courts fragments d'acide nucléique capables de se multiplier indépendamment des chromosomes de la cellule qui les contient. Ces molécules d'ADN ou d'ARN, contrairement aux virus, n'ont pas la capacité à fabriquer leur enveloppe protéique. On pense que les virus dérivent des plasmides.

Une bactérie avec plasmides :

Les plasmides sont contenus dans une bactérie, à côté de l'ADN chromosomique bactérien.

La plupart des plasmides sont circulaires, constitués d'ADN et beaucoup plus petits que les chromosomes. Un plasmide est un ADN circulaire, hébergé par un hôte bactérien et dont la réplication est autonome. Un plasmide Ri est un plasmide de la bactérie Agrobacterium rhizogenes qui induit la production de racines. Un plasmide Ti est un inducteur de maladies comme la galle.

Chez certaines Bactéries, c'est l'ADN circulaire (ou parfois linéaire) extrachromosomique à réplication autonome. Certains plasmides peuvent contenir plusieurs centaines de gènes permettant par exemple le transfert du plasmide lors de la conjugaison, la résistance à des antibiotiques, la production de toxines, la production d'antibiotiques et la tumorisation. Ils peuvent être utilisés comme vecteur de gènes. Voir aussi un plasmagène.

Description

Les plasmides sont généralement des molécules d'ADN circulaires, bien qu'il existe parfois des plasmides linéaires ou constitués d'ARN. Ils peuvent être trouvés sous forme de copies uniques ou multiples et peuvent porter d'une demi-douzaine à plusieurs centaines de gènes. Les plasmides ne peuvent se multiplier qu'à l'intérieur d'une cellule hôte. La plupart des plasmides habitent des bactéries, et en effet environ 50 % des bactéries trouvées dans la nature contiennent un ou plusieurs plasmides. Les plasmides se trouvent également dans des organismes supérieurs tels que la levure et les champignons.

Le cercle de 2 microns de levure (discuté plus loin) est un exemple bien connu qui a été modifié pour être utilisé comme vecteur de clonage. Leur taille est généralement comprise entre 2 kBp et 200 kBp, dans des cas exceptionnels entre moins de 1 kBp (mini plasmide) et plus de 1 000 kBp (mégaplasmide), la transition entre mégaplasmide et minichromosome est fluide.

Certains plasmides sont présents en une ou deux copies par cellule, tandis que d'autres existent en plusieurs copies. Certains plasmides peuvent se transférer entre les cellules bactériennes et quelques-uns peuvent également transférer des gènes chromosomiques.

Réplication

Le nombre de copies est le nombre de copies du plasmide dans chaque cellule bactérienne. Pour la plupart des plasmides, il s'agit de 1 ou 2 copies par chromosome, mais cela peut aller jusqu'à 50 ou plus pour certains petits plasmides tels que les plasmides ColE. Le nombre de copies influe sur la force des caractéristiques plasmidiques, en particulier la résistance aux antibiotiques. Plus il y a de copies du plasmide par cellule, plus il y aura de copies des gènes de résistance aux antibiotiques, et par conséquent, plus le niveau résultant de résistance aux antibiotiques sera élevé.

La taille des plasmides varie énormément. Le plasmide F d'Escherichia coli est assez moyen à cet égard et représente environ 1 % de la taille du chromosome d'E. coli. La plupart des plasmides multicopies sont beaucoup plus petits (les plasmides ColE font environ 10 % de la taille du plasmide F). On trouve parfois de très gros plasmides, jusqu'à 10 % de la taille d'un chromosome, mais ils sont difficiles à travailler et peu ont été correctement caractérisés.

Plasmide ou chromosome ?

Lorsque le génome de la bactérie Gram-négative Vibrio cholerae, l'agent causal du choléra, a été séquencé, il s'est avéré qu'il se composait de deux chromosomes circulaires de 2961 146 et 1072 314 pb. Ensemble, cela représente environ 4 millions de paires de bases et code pour environ 3 900 protéines, soit environ la même quantité d'informations génétiques que E. coli. De nombreux gènes qui semblent avoir des origines extérieures aux bactéries entériques, comme déduit de leur composition de base différente, ont été trouvés sur le plus petit chromosome. Beaucoup de ces gènes manquent d'homologie avec les gènes caractérisés et ont une fonction inconnue.

Le plus petit chromosome porte également un système de capture de gène intégron (ADN mobile) et héberge des gènes de "dépendance" qui se trouvent généralement sur les plasmides (discutés plus loin). En outre, le plus petit chromosome se réplique par un mécanisme différent du grand chromosome. En fait, le plus petit chromosome partage un système de réplication avec une famille de plasmides largement distribués. Il semble probable que le plus petit chromosome est originaire d'un plasmide qui a atteint sa taille actuelle en accumulant des gènes provenant de diverses sources externes.

Peut-être vaut-il mieux considérer le plus petit chromosome comme un "mégaplasmide". Les données sur la séquence du génome suggèrent qu'environ 10 % des bactéries sont porteuses de ces mégaplasmides, bien que leur taille varie considérablement. Dans la plupart de ces cas, le plus gros chromosome porte presque tous les gènes nécessaires aux fonctions cellulaires vitales telles que la synthèse des protéines, de l'ARN et de l'ADN. Dans quelques cas, ces mégaplasmides peuvent se transmettre aux bactéries apparentées par conjugaison.

En rapport avec "plasmide"

• plasma

  

  Le plasma est un état de la matière au même titre que les solides, les liquides et les gaz.

• plasmalemme

  

  Le plasmalemme est la membrane cytoplasmique trouvée dans toutes les cellules qui sépare l'intérieur de la cellule de l'environnement extérieur.

• plasme germinatif

  

  Le plasme germinatif est la partie du cytoplasme de l'hémisphère végétatif de certains ovocytes, contenant des granules de ribonucléoprotéines basophiles.

• plasmide recombinant

  

  Un plasmide recombinant est un plasmide dans lequel un fragment d'ADN étranger ou un gène a été inséré.