Plasmide

Schéma représentant une bactérie contenant des plasmides.

En microbiologie et en biologie moléculaire, un plasmide désigne une molécule d' ADN distincte de l'ADN chromosomique, capable de réplication autonome et non essentielle à la survie de la cellule. Le terme plasmide fut introduit par le biologiste moléculaire américain Joshua Lederberg en 1952 [1]. Un plasmide porte un ensemble de gènes permettant sa propre réplication et fréquemment des gènes de résistance à des antibiotiques qui apportent un avantage aux bactéries qui les contiennent.

Les plasmides sont bicaténaires (constitués de deux brins complémentaires) et généralement circulaires. On les trouve presque exclusivement dans les bactéries et parfois dans d'autres micro-organismes comme le plasmide 2Mu que l'on trouve dans la levure Saccharomyces cerevisiae (levure de boulangerie), un eucaryote unicellulaire.

Les plasmides peuvent être présents en nombre de copies variable. Les grands plasmides naturels (>50 kb) sont souvent présent à une ou deux copies par cellule, comme le chromosome. Les plasmides construits par génie génétique pour des utilisations biotechnologiques (expression de protéine recombinante, clonage de gène, séquençage de l'ADN) ont souvent été modifiés pour être présents à un nombre de copies beaucoup plus élevé, de l'ordre quelques dizaines à quelques centaines, ce qui permet une amplification de la production d'ADN et/ou de protéines.

Plusieurs plasmides différents peuvent coexister dans une même cellule sous condition de leur compatibilité mutuelle. Certains plasmides sont capables de s'intégrer aux chromosomes ; on appelle ces plasmides des épisomes.

Les plasmides participent aux transferts horizontaux de gènes entre les populations bactériennes, et donc à la dissémination des gènes conférant des avantages sélectifs (par exemple des résistances aux antibiotiques ou des facteurs de virulence). La mobilité des plasmides (par conjugaison) au sein des populations bactériennes accroît le spectre d'hôte des gènes impliqués dans la virulence. Ces gènes offrent en contrepartie un avantage sélectif pour le plasmide et les bactéries hôtes. On conçoit donc la nature quasi ubiquitaire et persistante des plasmides chez les bactéries pathogènes.

Réplication et transmission

Schéma d'un plasmide codant la résistance à un antibiotique donné.
1 et 2. Gène(s) codant la (les) résistance(s).
3. Origine de réplication.

Chaque plasmide contient au moins une séquence d'ADN qui sert d' origine de réplication, ou ori (un point de départ de réplication de l'ADN), permettant à l'ADN plasmidique d'être dupliqué indépendamment du chromosome bactérien ou de levure, en utilisant la « machinerie » de la cellule hôte. Les plasmides peuvent être circulaires, ou parfois linéaires, présentant une ressemblance superficielle avec les chromosomes eucaryotes.

Comme les plasmides présents chez les bactéries ne portent habituellement pas de gènes essentiels à la cellule procaryote, leur pérennité dans une lignée de bactéries dépend donc de divers moyens de stabilisation des plasmides, laquelle résulte de divers processus de sélection et de conditions environnementales. De plus, les plasmides peuvent servir de synthétiseur pour les bactéries.

Les plasmides peuvent se transmettre d'une bactérie à une autre grâce à la conjugaison bactérienne par l'intermédiaire de pili sexuels. Lors de la division cellulaire, les plasmides se répartissent dans les cellules filles de façon totalement aléatoire (contrairement aux chromosomes) ainsi, même si la probabilité reste faible, il se peut qu'une des deux cellules filles ne possède aucun plasmide. La probabilité augmente avec la diminution du nombre de plasmides présents dans la cellule mère.

Article connexe : Stabilisation des plasmides.
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