breuses plantes cultivées, horticoles (pomme de
terre, tomate, etc.) ou ornementales sont touchées
par ces agents. La transmission du vecteur est uniquement mécanique : contact, blessure ou greffe.
Ces agents infectieux sont très particuliers à de
nombreux égards en raison de leur organisation
moléculaire unique.
Il s’agit en fait d’ARN de petite taille (246375 nucléotides), fermés sur eux-mêmes de façon
covalente, et présentant un fort degré d’autocomplémentarité dans leur séquence. Ils montrent
donc une structure en double-brin très marquée et
une organisation générale en double hélice fermée
aux extrémités. Les viroïdes posent plusieurs problèmes fondamentaux de biologie, d’une part car
leur capacité de codage est très faible, et d’autre
part car ils ne constituent pas, après analyse de leur
séquence (ou de celle de leur complément), un
ARN de type messager ; leur réplication est totalement dépendante des protéines et de la machinerie
de la cellule-hôte. On a montré que les intermédiaires de réplication de ces molécules sont des
ARN complémentaires de la séquence infectieuse ;
l’ARN polymérase II de la cellule-hôte pourrait
être impliquée dans la réplication.
L’expression des viroïdes ne conduisant pas à
des protéines spécifiques, la question de leur
pathogénicité reste largement ouverte. Plusieurs
arguments suggèrent une interférence avec la synthèse des protéines dans les cellules-hôtes. Certains
segments de leur séquence sont en effet complémentaires : 1) de la séquence d’un petit ARN
nucléaire ( snRNA) entrant dans la constitution des
particules d’épissage (voir chapitre 8) ; 2) de celle
de l’ARN 7S, qui est un élément constitutif de la
particule PRS intervenant dans l’adressage des protéines (voir chapitre 9). Enfin, on sait que l’ARN du
viroïde est capable d’activer une protéine-kinase
qui est impliquée, à la suite d’une longue cascade
de réactions, dans l’inhibition du démarrage de la
synthèse des protéines (voir chapitre 12).
1.2. Plasmides bactériens et eucaryotiques
1.2.1. C ARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DES PLASMIDES
Les plasmides sont en général des molécules
d’ADN double-brin, circulaires, que l’on trouve
dans le cytoplasme des Bactéries, au sein duquel
elles se répliquent de manière autonome (voir
figure 15.1). Pratiquement toutes les espèces bactériennes hébergent des plasmides et parfois plusieurs familles distinctes simultanément (jusqu’à 7
ou 8). On connaît aussi des plasmides chez les
Eucaryotes, en particulier chez les Champignons ;
l’un des plus connus est le plasmide 2 R , qui est
une molécule circulaire d’ADN ayant cette taille,
et présente dans de multiples souches de levure de
boulangerie. Cette molécule est à la base de nombreux plasmides artificiels utilisés en génie génétique des cellules Eucaryotiques. Nous verrons
plus loin quelles fonctions remplissent ces minichromosomes et quels avantages ils peuvent
conférer aux cellules-hôtes.
La découverte des plasmides bactériens
La découverte de ces molécules date d’environ
45 ans, mais elles ont longtemps été considérées
comme des exceptions peu intéressantes et sans
avenir. Leur importance actuelle tient au fait
qu’elles constituent, depuis une vingtaine
d’années, un des outils de base du génie génétique. Au début des années 50 fut découverte la
sexualité des Bactéries, c’est-à-dire le fait qu’il
existe deux catégories de cellules que l’on peut
qualifier, eu égard à leur comportement, de
«mâles» et de «femelles». Le caractère mâle est
lié à la présence dans le cytoplasme d’une petite
molécule circulaire d’ADN, indépendante du
chromosome principal. Ce mini-chromosome,
qui est transmis aux cellules dites femelles
après contact, a été appelé facteur F (pour fertilité) ; sa présence s’accompagne d’un phénotype
(présence d’appendices extracellulaires appelés
pili) et de capacités génétiques bien spécifiques.
Des études effectuées au Japon en 1959 sur une
Bactérie responsable de la dysenterie ( Shigella
dysenteriae) montrent que plusieurs souches de
cet agent pathogène sont devenues résistantes à
des antibiotiques habituellement utilisés pour
traiter la maladie. De plus, certaines d’entre
elles ont acquis simultanément la résistance à
plusieurs antibiotiques, ce qui est difficilement
compréhensible si l’on admet que les mutations
sont le seul mécanisme à la base du phénomène.
Il est alors démontré que ces gènes se transmettent d’une cellule à l’autre, éventuellement
entre espèces différentes, de la même façon que
le facteur F de E. Coli. Ce type de facteur est
appelé facteur R (pour résistance).
E NCARTH ISTORIQUE
15. A UX CONFINS DU MONDE VIVANT : VIROÏ DES, PLASMIDES ET VIRUS.L AQ UESTION DES PRIONS 449
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
terre, tomate, etc.) ou ornementales sont touchées
par ces agents. La transmission du vecteur est uniquement mécanique : contact, blessure ou greffe.
Ces agents infectieux sont très particuliers à de
nombreux égards en raison de leur organisation
moléculaire unique.
Il s’agit en fait d’ARN de petite taille (246375 nucléotides), fermés sur eux-mêmes de façon
covalente, et présentant un fort degré d’autocomplémentarité dans leur séquence. Ils montrent
donc une structure en double-brin très marquée et
une organisation générale en double hélice fermée
aux extrémités. Les viroïdes posent plusieurs problèmes fondamentaux de biologie, d’une part car
leur capacité de codage est très faible, et d’autre
part car ils ne constituent pas, après analyse de leur
séquence (ou de celle de leur complément), un
ARN de type messager ; leur réplication est totalement dépendante des protéines et de la machinerie
de la cellule-hôte. On a montré que les intermédiaires de réplication de ces molécules sont des
ARN complémentaires de la séquence infectieuse ;
l’ARN polymérase II de la cellule-hôte pourrait
être impliquée dans la réplication.
L’expression des viroïdes ne conduisant pas à
des protéines spécifiques, la question de leur
pathogénicité reste largement ouverte. Plusieurs
arguments suggèrent une interférence avec la synthèse des protéines dans les cellules-hôtes. Certains
segments de leur séquence sont en effet complémentaires : 1) de la séquence d’un petit ARN
nucléaire ( snRNA) entrant dans la constitution des
particules d’épissage (voir chapitre 8) ; 2) de celle
de l’ARN 7S, qui est un élément constitutif de la
particule PRS intervenant dans l’adressage des protéines (voir chapitre 9). Enfin, on sait que l’ARN du
viroïde est capable d’activer une protéine-kinase
qui est impliquée, à la suite d’une longue cascade
de réactions, dans l’inhibition du démarrage de la
synthèse des protéines (voir chapitre 12).
1.2. Plasmides bactériens et eucaryotiques
1.2.1. C ARACTÉRISTIQUES GÉNÉRALES DES PLASMIDES
Les plasmides sont en général des molécules
d’ADN double-brin, circulaires, que l’on trouve
dans le cytoplasme des Bactéries, au sein duquel
elles se répliquent de manière autonome (voir
figure 15.1). Pratiquement toutes les espèces bactériennes hébergent des plasmides et parfois plusieurs familles distinctes simultanément (jusqu’à 7
ou 8). On connaît aussi des plasmides chez les
Eucaryotes, en particulier chez les Champignons ;
l’un des plus connus est le plasmide 2 R , qui est
une molécule circulaire d’ADN ayant cette taille,
et présente dans de multiples souches de levure de
boulangerie. Cette molécule est à la base de nombreux plasmides artificiels utilisés en génie génétique des cellules Eucaryotiques. Nous verrons
plus loin quelles fonctions remplissent ces minichromosomes et quels avantages ils peuvent
conférer aux cellules-hôtes.
La découverte des plasmides bactériens
La découverte de ces molécules date d’environ
45 ans, mais elles ont longtemps été considérées
comme des exceptions peu intéressantes et sans
avenir. Leur importance actuelle tient au fait
qu’elles constituent, depuis une vingtaine
d’années, un des outils de base du génie génétique. Au début des années 50 fut découverte la
sexualité des Bactéries, c’est-à-dire le fait qu’il
existe deux catégories de cellules que l’on peut
qualifier, eu égard à leur comportement, de
«mâles» et de «femelles». Le caractère mâle est
lié à la présence dans le cytoplasme d’une petite
molécule circulaire d’ADN, indépendante du
chromosome principal. Ce mini-chromosome,
qui est transmis aux cellules dites femelles
après contact, a été appelé facteur F (pour fertilité) ; sa présence s’accompagne d’un phénotype
(présence d’appendices extracellulaires appelés
pili) et de capacités génétiques bien spécifiques.
Des études effectuées au Japon en 1959 sur une
Bactérie responsable de la dysenterie ( Shigella
dysenteriae) montrent que plusieurs souches de
cet agent pathogène sont devenues résistantes à
des antibiotiques habituellement utilisés pour
traiter la maladie. De plus, certaines d’entre
elles ont acquis simultanément la résistance à
plusieurs antibiotiques, ce qui est difficilement
compréhensible si l’on admet que les mutations
sont le seul mécanisme à la base du phénomène.
Il est alors démontré que ces gènes se transmettent d’une cellule à l’autre, éventuellement
entre espèces différentes, de la même façon que
le facteur F de E. Coli. Ce type de facteur est
appelé facteur R (pour résistance).
E NCARTH ISTORIQUE
15. A UX CONFINS DU MONDE VIVANT : VIROÏ DES, PLASMIDES ET VIRUS.L AQ UESTION DES PRIONS 449
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.