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Un plasmide est un petit morceau d'ADN circulaire trouvé dans une bactérie. Les plasmides sont devenus des outils utiles en biotechnologie, permettant aux scientifiques de combiner l'ADN de différents organismes en un fragment continu d'ADN. Les plasmides se répliquent par eux-mêmes lors de la division cellulaire et sont stables sur de longues périodes, ce qui signifie qu'ils constituent un excellent véhicule pour stocker des gènes individuels tels que des livres dans une bibliothèque. Les plasmides peuvent contenir les types de gènes suivants: gènes de résistance aux antibiotiques, transgènes et gènes rapporteurs. Ces types de gènes plasmidiques peuvent se produire naturellement ou être manipulés par des scientifiques.
Gènes de résistance aux antibiotiques
Les plasmides sont l’une des causes de la résistance des bactéries aux antibiotiques. Les plasmides contiennent des gènes de résistance aux antibiotiques, qui produisent des protéines qui protègent la bactérie des médicaments nocifs. Les gènes de résistance aux antibiotiques peuvent agir de plusieurs manières. L'une consiste à extraire l'antibiotique de la bactérie afin qu'il ne puisse pas lier sa protéine cible à l'intérieur de la cellule. Une autre consiste à dégrader l’antibiotique en petits morceaux. Une autre solution consiste à modifier chimiquement l'antibiotique afin qu'il ne soit plus en interaction avec sa protéine cible. Les gènes de résistance aux antibiotiques sont également appelés marqueurs de sélection dans les plasmides, car ils permettent de sélectionner les bactéries présentant une résistance dans un tube à essai après le traitement avec un antibiotique.
Transgènes
En biotechnologie, les plasmides sont largement utilisés pour isoler un gène d'un animal ou d'une plante, puis le placer dans une bactérie, ce qui facilite la modification et l'étude de ce gène. Un segment d'ADN qui est extrait enzymatiquement d'un organisme et placé dans un plasmide bactérien est appelé un transgène. La combinaison du transgène et du plasmide est appelée ADN recombinant, car il s'agit d'un ADN de deux espèces différentes qui sont fusionnés.
Gènes Reporter
Les bactéries peuvent parfois expulser un plasmide, alors les scientifiques qui utilisent des plasmides pour fabriquer de l'ADN recombinant veulent souvent inclure dans le plasmide un gène leur permettant d'identifier visuellement quelle colonie bactérienne possède des bactéries qui contiennent ce plasmide. Pour visualiser facilement les colonies positives - celles qui possèdent l'ADN recombinant - les scientifiques incluent des gènes rapporteurs dans le plasmide. Un gène rapporteur commun est la protéine fluorescente verte (GFP), qui émet une lumière verte sous la lumière ultraviolette. Un autre gène rapporteur commun est lacZ, qui code pour une enzyme appelée bêta-galactosidase (bêta-gal).Beta-gal sépare le sucre lactose. Il décompose également un produit chimique incolore appelé X-gal en un sucre et une molécule bleue. Ainsi, les colonies bactériennes ayant le rapporteur bêta-gal apparaissent en bleu.
Facteur F
Les bactéries ont les moyens de se transmettre des informations génétiques. Une bactérie peut partager ses plasmides avec une autre bactérie via ce qu'on appelle la conjugaison. La conjugaison est la formation d'un mince tube - appelé pilus du sexe - qui relie une bactérie à une autre. La bactérie qui étend le pilus sexuel copie ensuite un plasmide et la transmet à travers le tube à l’autre bactérie. Le plasmide qui permet la conjugaison est appelé facteur F, ou facteur de fertilité. L'ADN recombinant peut être inséré dans le facteur F, qui transfère l'ADN étranger entre les bactéries.