Plasmides et éléments génétiques mobiles

Les plasmides et autres éléments génétiques mobiles sont des fragments d'ADN qui se répliquent ou se déplacent de manière semi-indépendante du chromosome, transportant des gènes accessoires et remodelant les génomes bactériens.

Definition

Les éléments génétiques mobiles sont des segments d'ADN capables de se déplacer au sein ou entre les génomes, ou de se répliquer indépendamment du chromosome, incluant les plasmides, les transposons, les séquences d'insertion et les intégrons.

Scope

Ce sujet aborde les plasmides et leur réplication, le contrôle de leur nombre de copies et leur classification ; les plasmides de résistance et de virulence ; les transposons et les séquences d'insertion qui se déplacent au sein et entre les molécules d'ADN ; les intégrons qui capturent les cassettes de gènes ; ainsi que le rôle de ces éléments dans la plasticité du génome et la propagation des caractères adaptatifs. Il mentionne également l'utilisation des plasmides comme vecteurs de clonage et d'expression.

Core questions

• Comment les plasmides se répliquent-ils et restent-ils stables dans une population ?
• Comment les transposons et les séquences d'insertion se déplacent-ils au sein des génomes ?
• Pourquoi les éléments mobiles sont-ils importants pour la propagation de la résistance ?
• Comment les plasmides sont-ils exploités comme outils en génie génétique ?

Key concepts

• Réplication des plasmides et nombre de copies
• Plasmides de résistance et de virulence
• Transposons et séquences d'insertion
• Intégrons et cassettes de gènes
• Plasmides comme vecteurs de clonage

Mechanisms

Les plasmides sont généralement des molécules d'ADN circulaires qui se répliquent en utilisant leurs propres origines et se répartissent dans les cellules filles, encodant parfois des fonctions de transfert pour la conjugaison. Les transposons et les séquences d'insertion se déplacent par des mécanismes de recombinaison qui excisent et réinsèrent l'élément ou le copient vers un nouvel emplacement, transportant souvent avec eux des gènes accessoires. Les intégrons capturent et expriment des cassettes de gènes, contribuant à l'assemblage de réseaux de déterminants de résistance.

Clinical relevance

Les éléments génétiques mobiles sont des vecteurs clés pour la propagation de la résistance aux antibiotiques et des gènes de virulence parmi les bactéries, et les plasmides modifiés servent de vecteurs standard pour l'introduction et l'expression de gènes en biologie moléculaire et en biotechnologie.

History

La découverte par Barbara McClintock des éléments transposables chez le maïs au milieu du XXe siècle a révélé que les éléments génétiques peuvent se déplacer au sein des génomes, un concept ultérieurement étendu aux bactéries, où les plasmides et les transposons se sont avérés être les moteurs de la propagation de la résistance aux antibiotiques.

Key figures

• Barbara McClintock
• Joshua Lederberg

Seminal works

• madigan2018
• willey2020

Frequently asked questions

Quelle est la différence entre un plasmide et un transposon ?

Un plasmide est une molécule d'ADN autoréplicante, généralement circulaire, qui existe séparément du chromosome. Un transposon est un segment d'ADN qui se déplace d'un emplacement à un autre au sein ou entre les molécules d'ADN, y compris les chromosomes et les plasmides, plutôt que de se répliquer indépendamment.