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Il existe de nombreuses différences intrigantes entre les bactéries et les autres types de cellules. Parmi ceux-ci est la présence de plasmides dans les bactéries. Ces petites boucles d’ADN ressemblant à des élastiques sont séparées des chromosomes bactériens. Autant que l'on sache, les plasmides ne se trouvent que dans les bactéries et non dans d'autres formes de vie. Et, ils jouent un rôle important dans la biotechnologie moderne.
Chromosomes Bactériens
Bien qu'il y ait des exceptions, la plupart des bactéries ont un seul chromosome circulaire. La majeure partie du matériel génétique d'une bactérie est contenue dans ce chromosome, qui n'est répliqué ou copié que lorsque la cellule se divise. Cependant, la bactérie pourrait aussi avoir un ou plusieurs plasmides. Certains plasmides ne se répliquent que lorsque la cellule se divise et d'autres sont copiés à d'autres moments. Il peut y avoir plus d'une copie du même plasmide dans une cellule, en particulier si le plasmide se réplique indépendamment de la division cellulaire. Comme la réplication de l'ADN nécessite de l'énergie, un plus grand nombre de plasmides consommera plus d'énergie lorsque la cellule se divisera. Si ces plasmides confèrent un avantage tel que la résistance aux antibiotiques, ils pourraient toutefois largement compenser ce fardeau en termes d'avantages qu'ils procurent.
Les différences les plus importantes entre l'ADN des chromosomes et des plasmides résident dans le lieu où le matériel génétique est répliqué et dans quelle mesure il est mobile. Les gènes d'un plasmide peuvent être transférés d'une bactérie beaucoup plus facilement que l'ADN chromosomique.
Conjugaison
Une autre différence intéressante entre l'ADN plasmidique et chromosomique chez les bactéries est un processus appelé conjugaison. Ce processus transfère des plasmides entre bactéries, parfois entre différentes espèces de bactéries qui ne sont apparentées que de loin. Le plasmide transféré peut rester distinct et séparé du chromosome bactérien ou en faire partie. Le transfert de plasmide a joué un rôle important dans l’augmentation de la résistance aux antibiotiques. Les gènes conférant une résistance aux antibiotiques se retrouvent souvent dans les plasmides et semblent avoir été transférés d'une espèce ou population bactérienne à une autre.
Autres différences
En général, les chromosomes bactériens ont généralement une densité de codage plus élevée. Cela signifie qu'une plus grande proportion du chromosome est active et fournit des instructions pour la production de protéines. Certains plasmides peuvent ne porter que quelques gènes, ce qui signifie qu'ils sont beaucoup plus petits que le chromosome et qu'ils n'ont qu'un nombre très limité de fonctions.
Les chromosomes sont généralement porteurs de gènes clés qui participent au métabolisme essentiel à la survie et à la croissance des bactéries. Les plasmides, en revanche, ont tendance à comporter des "extras" fonctionnels utiles. Ces avantages fonctionnels incluent la résistance aux antibiotiques, la détoxification de substances nocives ou, dans le cas de bactéries à l'origine de maladies, la capacité d'envahir un hôte.
Importance
Les plasmides sont devenus des outils extrêmement importants dans la biotechnologie moderne. Les biologistes moléculaires utilisent souvent des plasmides pour introduire des gènes dans des bactéries. Premièrement, ils utilisent des enzymes pour transformer le plasmide en forme de boucle en une forme linéaire. Ensuite, ils épissent les gènes désirés dans le plasmide et utilisent d'autres enzymes pour restaurer la forme annulaire des plasmides. Enfin, ils incuberont les bactéries dans des conditions qui les obligeront à incorporer une partie des plasmides. Ces techniques de génie génétique sont très utiles pour la production de protéines importantes telles que l'insuline et l'hormone de croissance humaine, utilisées dans la médecine moderne.