Des bactéries étonnantes

Les bactéries sont des organismes incroyablement polyvalents qui ont la capacité unique d’absorber de l’ADN étranger et de se répliquer ( ou copiez-le. Cela leur donne un avantage évolutif et les aide à survivre aux changements dans leur environnement. Par exemple, les bactéries peuvent acquérir un ADN qui les rend résistantes aux antibiotiques.

Le génome bactérien est contenu sur un seul chromosome circulaire. Ce matériel génétique flotte librement dans la cellule, contrairement aux organismes eucaryotes où le matériel génétique est enfermé dans une membrane nucléaire.

Les bactéries peuvent parfois contenir de plus petits cercles d’ADN, appelés plasmides, qui ont un nombre beaucoup plus petit de gènes . Les plasmides peuvent être échangés entre les bactéries dans un processus appelé conjugaison.

Utilisation de plasmides en laboratoire

Les plasmides peuvent être utilisés comme vecteurs pour transporter de l’ADN étranger dans une cellule. Une fois à l’intérieur de la cellule, le plasmide est copié par le mécanisme de réplication de l’ADN de la cellule hôte.

En laboratoire, les plasmides sont spécifiquement conçus pour que l’ADN qu’ils contiennent soit copié par des bactéries.

Plasmid essentials

Les plasmides conçus en laboratoire contiennent un petit nombre de gènes qui aident à la transformation. Ceux-ci incluent:

• Une origine de réplication. C’est la séquence spécifique de nucléotides où commence la réplication de l’ADN.
• Un site de clonage multiple. Ce site contient des sites de reconnaissance pour des enzymes de restriction spécifiques. Ces enzymes de restriction peuvent être utilisées pour «couper» le plasmide afin que l’ADN étranger puisse être «collé» par ligature.
• Un gène de résistance. Ce gène code pour une protéine dont les bactéries ont besoin pour survivre dans un milieu de croissance particulier, par exemple, lorsqu’un antibiotique spécifique est présent.

Insertion de gènes dans des plasmides

Le morceau d’ADN ou le gène de L’intérêt est coupé de sa source d’ADN d’origine à l’aide d’une enzyme de restriction, puis collé dans le plasmide par ligature.

Le plasmide contenant l’ADN étranger est maintenant prêt à être inséré dans des bactéries. Ce processus s’appelle la transformation.

Transformation bactérienne

Avant la transformation, les bactéries sont traitées avec un produit chimique appelé chlorure de calcium, qui fait entrer l’eau dans les cellules et les fait gonfler. Ces bactéries gonflées sont alors appelées bactéries compétentes.

Ensuite, l’ADN plasmidique (contenant l’ADN étranger) est mélangé avec les bactéries compétentes et la solution est chauffée. L’ADN plasmidique pénètre dans les bactéries à travers de petits pores créés dans les membranes cellulaires. Une fois dans la cellule hôte, l’ADN plasmidique est copié plusieurs fois par la propre machinerie de réplication de l’ADN de la bactérie.

Comment savoir si cela a fonctionné?

Après la transformation, les bactéries sont cultivées sur un aliment riche en nutriments appelé agar. Seules les bactéries contenant un plasmide résistant aux antibiotiques se développeront en présence d’antibiotique.

Par exemple, si les bactéries sont cultivées sur de la gélose contenant l’antibiotique ampicilline, seules les bactéries qui ont été transformées avec un plasmide contenant le gène de résistance à l’ampicilline survivront.

Les bactéries transformées peuvent alors être cultivées en grandes quantités. L’ADN d’intérêt, ou la protéine codée par l’ADN, peut ensuite être isolé et purifié.

Quand la transformation est-elle utilisée?

La transformation bactérienne est utilisée:

• Pour faire plusieurs copies d’ADN, appelé clonage d’ADN.
• Pour fabriquer de grandes quantités de protéines humaines spécifiques, par exemple, l’insuline humaine, qui peut être utilisée pour traiter les personnes atteintes de diabète de type I.
• Pour modifier génétiquement une bactérie ou une autre cellule.