450 B IOLOGIE CELLULAIRE
À partir de ce moment, de nombreuses autres
entités, conférant de la même manière des résistances aux antibiotiques à diverses espèces bactériennes (Entérobactéries, Staphylocoques), furent
mises en évidence et il apparut que ce que l’on
avait considéré comme de simples curiosités avait
une signification générale. Les recherches se multiplièrent, d’autant plus que les phénomènes de
résistance aux antibiotiques commençaient à
prendre des proportions inquiétantes dans les
hôpitaux ( infections nosocomiales).
1.2.2. O RGANISATION GÉNÉTIQUE ET MULTIPLICATION
DES PLASMIDES
Les plasmides étant des molécules autoreproductibles, ceci implique qu’ils possèdent :
–une origine de réplication propre (ils constituent
donc des unités de réplication, ou réplicons);
–des mécanismes assurant le contrôle du nombre
de copies par cellule.
Certains plasmides existent en effet en une ou
deux copies par cellule, alors que d’autres sont présents en plusieurs dizaines d’exemplaires. Pour la
réplication, la transcription et la traduction des
protéines qu’ils codent, ces mini-chromosomes
dépendent entièrement des enzymes et des précurseurs métaboliques de la cellule-hôte. De façon
habituelle, leur information génétique est peu
importante (moins d’une dizaine de gènes), en
dehors des séquences absolument indispensables
que l’on vient de mentionner ; leur longueur ne
dépasse guère quelques pour cent de la longueur
du chromosome normal. Il existe cependant certains plasmides de grande taille qui confèrent à
leur cellules-hôtes des propriétés exceptionnelles
que nous décrirons plus tard.
La réplication des plasmides se fait régulièrement au cours du cycle cellulaire, et ils se transmettent de cellule à cellule au cours des divisions
successives. Si, pour une raison ou une autre, une
cellule n’en hérite pas, elle est à l’origine d’un
clone qui en sera définitivement dépourvu, ce qui
démontre le caractère facultatif de ces génomes.
On connaît des conditions expérimentales ou des
drogues qui bloquent ou ralentissent spécifiquement la division des plasmides et qui conduisent à
leur perte, par dilution, dans les clones successifs.
Seuls les plasmides qui se comportent comme le
facteur F (dits conjugatifs), et qui ont un équipement génétique approprié, peuvent être transmis
d’une cellule à l’autre au moyen de la conjugaison.
Le phénomène dit de transduction , qui met en jeu
des échanges par l’intermédiaire de Bactériophages, est aussi un moyen de propager les génomes plasmidiques de façon horizontale.
1.2.3. D IVERSITÉ DES FONCTIONS ASSURÉES
PARL ES PLASMIDES
Bien que facultatifs, les plasmides confèrent aux
Bactéries qui les hébergent des propriétés pouvant
leur être favorables dans certains contextes ; elles
concernent des mécanismes de résistance à des
composés toxiques du milieu, des activités métaboliques particulières, ou interviennent dans des
phénomènes de compétition interspécifique.
La première de ces propriétés, qui est à la base
de leur découverte, est la résistance aux antibiotiques. Nous avons vu dans le chapitre 4 que certains d’entre eux ont des cibles diverses dans les
cellules, au niveau de la réplication, de la transcription ou de la traduction ; d’autres s’attaquent
aux mécanismes de fabrication de la paroi bactérienne, comme la pénicilline, qui inhibe la synthèse
du peptidoglycane. Les modes d’action de ces
drogues sur les Bactéries étant très divers, on comprend que les mécanismes de résistance le seront
également. Il n’est pas nécessaire de détruire complètement un antibiotique pour le rendre inactif :
une petite modification de structure (ouverture
Figure 15.1
Molécules d’ADN plasmidique purifié,
observées après étalement et ombrage métallique
La plupart de ces molécules circulaires apparaissent
relâchées tandis que d’autres, d’aspect torsadé, présentent un état surenroulé qui est en fait leur état natif.
À partir de ce moment, de nombreuses autres
entités, conférant de la même manière des résistances aux antibiotiques à diverses espèces bactériennes (Entérobactéries, Staphylocoques), furent
mises en évidence et il apparut que ce que l’on
avait considéré comme de simples curiosités avait
une signification générale. Les recherches se multiplièrent, d’autant plus que les phénomènes de
résistance aux antibiotiques commençaient à
prendre des proportions inquiétantes dans les
hôpitaux ( infections nosocomiales).
1.2.2. O RGANISATION GÉNÉTIQUE ET MULTIPLICATION
DES PLASMIDES
Les plasmides étant des molécules autoreproductibles, ceci implique qu’ils possèdent :
–une origine de réplication propre (ils constituent
donc des unités de réplication, ou réplicons);
–des mécanismes assurant le contrôle du nombre
de copies par cellule.
Certains plasmides existent en effet en une ou
deux copies par cellule, alors que d’autres sont présents en plusieurs dizaines d’exemplaires. Pour la
réplication, la transcription et la traduction des
protéines qu’ils codent, ces mini-chromosomes
dépendent entièrement des enzymes et des précurseurs métaboliques de la cellule-hôte. De façon
habituelle, leur information génétique est peu
importante (moins d’une dizaine de gènes), en
dehors des séquences absolument indispensables
que l’on vient de mentionner ; leur longueur ne
dépasse guère quelques pour cent de la longueur
du chromosome normal. Il existe cependant certains plasmides de grande taille qui confèrent à
leur cellules-hôtes des propriétés exceptionnelles
que nous décrirons plus tard.
La réplication des plasmides se fait régulièrement au cours du cycle cellulaire, et ils se transmettent de cellule à cellule au cours des divisions
successives. Si, pour une raison ou une autre, une
cellule n’en hérite pas, elle est à l’origine d’un
clone qui en sera définitivement dépourvu, ce qui
démontre le caractère facultatif de ces génomes.
On connaît des conditions expérimentales ou des
drogues qui bloquent ou ralentissent spécifiquement la division des plasmides et qui conduisent à
leur perte, par dilution, dans les clones successifs.
Seuls les plasmides qui se comportent comme le
facteur F (dits conjugatifs), et qui ont un équipement génétique approprié, peuvent être transmis
d’une cellule à l’autre au moyen de la conjugaison.
Le phénomène dit de transduction , qui met en jeu
des échanges par l’intermédiaire de Bactériophages, est aussi un moyen de propager les génomes plasmidiques de façon horizontale.
1.2.3. D IVERSITÉ DES FONCTIONS ASSURÉES
PARL ES PLASMIDES
Bien que facultatifs, les plasmides confèrent aux
Bactéries qui les hébergent des propriétés pouvant
leur être favorables dans certains contextes ; elles
concernent des mécanismes de résistance à des
composés toxiques du milieu, des activités métaboliques particulières, ou interviennent dans des
phénomènes de compétition interspécifique.
La première de ces propriétés, qui est à la base
de leur découverte, est la résistance aux antibiotiques. Nous avons vu dans le chapitre 4 que certains d’entre eux ont des cibles diverses dans les
cellules, au niveau de la réplication, de la transcription ou de la traduction ; d’autres s’attaquent
aux mécanismes de fabrication de la paroi bactérienne, comme la pénicilline, qui inhibe la synthèse
du peptidoglycane. Les modes d’action de ces
drogues sur les Bactéries étant très divers, on comprend que les mécanismes de résistance le seront
également. Il n’est pas nécessaire de détruire complètement un antibiotique pour le rendre inactif :
une petite modification de structure (ouverture
Figure 15.1
Molécules d’ADN plasmidique purifié,
observées après étalement et ombrage métallique
La plupart de ces molécules circulaires apparaissent
relâchées tandis que d’autres, d’aspect torsadé, présentent un état surenroulé qui est en fait leur état natif.