Il existe de nombreuses différences intrigantes entre les bactéries et les autres types de cellules. Parmi ceux-ci se trouve la présence de plasmides dans les bactéries. Ces petites boucles d'ADN en forme d'élastique sont séparées des chromosomes bactériens. Pour 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 existe 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 peut également 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, cependant, ils pourraient plus que compenser ce fardeau en termes d'avantages qu'ils offrent.
Les différences les plus importantes entre l'ADN dans les chromosomes et les plasmides résident dans l'endroit où le matériel génétique est répliqué et dans quelle mesure il est mobile. Les gènes d'un plasmide peuvent être transférés entre bactéries 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 que lointainement apparentées. 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 qui confèrent une résistance aux antibiotiques se trouvent souvent sur des plasmides et semblent avoir été transférés d'une espèce ou d'une 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 n'ont qu'un nombre très limité de fonctions.
Les chromosomes portent généralement des gènes de base, qui sont impliqués dans le métabolisme essentiel à la survie et à la croissance de la bactérie. Les plasmides, d'autre part, ont tendance à porter des "extras" fonctionnels utiles. Ces avantages fonctionnels comprennent les antibiotiques résistance, la détoxification de substances nocives ou, dans le cas de bactéries qui causent des 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 souhaités dans le plasmide et utilisent d'autres enzymes pour restaurer la forme annulaire du plasmide. Enfin, ils incubent les bactéries dans des conditions qui obligeront les bactéries à incorporer une partie des plasmides. Ces techniques de génie génétique sont très utiles pour produire des protéines importantes telles que l'insuline et l'hormone de croissance humaine, qui sont utilisées en médecine moderne.