Cours 4 Flashcards
Que sont les plasmides ? Définition et caractéristiques.
Ce sont des molécules d’ADN extra chromosomique..
- circulaires ou linéaires.
- bicaténaires ou monocaténaires
- 1,000 pb à 1,000,000 pb
- nombre de copies variables
- plusieurs types différents peuvent être présents dans la même cellule
- trouvés chez Gram+, Gram-, archeabactéries, levures
Quel est la forme la plus abondante du plasmide ?
Supercoiled
On retrouve aussi relax et linéaire mais pas autant.
Quelles sont les fonctions des plasmides ?
- codent pour les protéines et ARN
- fonctions non-essentiel pour la croissance bactérienne.
- capable de donner une avantage de croissance pour la cellule.
Comment classer les plasmides ?
- par la résistance aux antibiotiques qu’ils portent.
- par la sensibilité/résistance aux phages qu’ils portent
- la taille moléculaire sur gel d’agarose
- le type d’hôte
- le groupe d’incompatibilité
Que sont les groupes d’incompatibilité (plasmide) ?
Deux plasmides ayant le même groupe d’incompatibilité ne peuvent pas vivre dans la même cellule de façon stable. Il y aurait une compétition pour les facteurs de réplication.
C’est le moyen principal de classifier les plasmides.
Quels sont les types (par fonctions) des plasmides ?
- Transférable (permet la conjugaison)
- Résistance/Facteur R (permet résistance aux antibiotiques, métaux, détergents, bactériophage..)
- Bactériocine (tue certaines espèces si transférer)
- Virulence (portent des facteurs favorisant l’infection)
- Métabolique (permet de dégrader des substrats particules, adapter à des environnements..)
Peu importe le type de réplication de plasmide utilisé, de quoi a-t-on besoin ?
D’une origine de réplication.
Quels sont les types de réplication de plasmide ?
- De type Thêta (uni ou bidirectionnelle)
- à cercle roulante
- linéaire (streptomyces, borrelia, rhodococcus)
Pourquoi dit-on que seulement une petite région autour de l’origine est nécessaire pour la réplication ?
Dans la plupart des plasmides, les gènes requis pour la réplication se trouvent très proche de l’origine. Donc, seulement cette région est nécessaire. Le plasmide peut être réduit mais il faut garder cette région.
Cela permet aussi facilement de trouver l’origine de réplication car on connait les gènes de réplication.
Durant la réplication plasmidique linéaire chez Borrelia, qui est responsable de cliver le dimère circulaire pour reformes les plasmides linéaires ?
La résolvase
Quel est ce type de réplication plasmidique?
À cercle roulante/monocaténaire
Quel est ce type de réplication plasmidique ?
Thêta unidirectionnelle
Quel est ce type de réplication plasmidique ?
Thêta bidirectionnelle
Quel est ce modèle de réplication plasmidique ? À quoi servent les protéines terminales ?
C’est le modèle Raquette. Réplication des plasmides linéaires chez Streptomyces.
Les protéines terminales protègent les extrémités contre la dégradation, aussi nécessaire pour répliquer les extrémités.
Quel est l’objectif de réguler la réplication des plasmides ?
Garder le bon nombre de copies de plasmide.
Le nombre de copies de plasmides est variable selon le type de plasmide.
Faible = combien ? Quel type ?
Moyen = combien ? Quel type ?
Multicopie = combien ? Quel type ?
Faible = 1-2 (plasmide F, P1)
Moyen = 5-30 (plasmides R)
Multicopie = >30 (plasmide colicine (ColE1) capable de tuer d’autres bactéries
Sommaire de la régulation de réplication ARN-ARN chez ColE1
RNA II sert d’amorce pour la réplication du plasmide ColE1 et RNA I régule la réplication du plasmide en bloquant l’activité d’amorce de RNA II. Les deux sont transcrits à partir de l’origine de réplication mais à différents niveaux.
Les niveaux d’ARN I sont contrôlléd par la polyadénylation, et par la dégradation par RNAseE.
Les ColE1 régulent la réplication en déstabilisant les ARN I
Sauf le plasmide ColE1, dont la réplication commence à partir d’une amorce d’ARN, de quoi ont besoin la plupart des plasmides pour ouvrir le double brin d’ADN et commencer la réplication?
De la protéine RepA, une helicase réplicative.
Dequoi dépend la régulation de la réplication du plasmide R1 ? (Intéraction ADN-protéine et ARN-ARN)
En régulant l’expression de RepA par l’action de certaines protéines et molécules d’ARN.
Sommaire de la régulation du plasmide R1.
Le plasmide R1 a besoin de la protéine RepA pour être répliquer.
En excès de plasmide, CopA (ARN antisens) et CopB (répresseur) sont produit pour limiter la réplication en :
- CopA : stopper la traduction de RepA mais pas CobB.
- CopB : stopper la transcription de RepA.
Que sont les itérons ?
Ce sont des séquences plasmidiques répétés dans la région d’Ori faisant partie d’un moyen de réguler la réplication.
Chez les plasmides avec itérons, quelle est la seule protéine requise pour commencer la réplication ?
RepA
Comment fonctionne la régulation de la réplication plasmidique par des itérons ? (ADN-protéine)
RepA est la protéine initiatrice de la réplication dans ce type de plasmide.
Elle peut se fixer à l’origine pour initier la réplication ou à d’autres sites appelés itérons.
En excès de plasmides, RepA peut se fixer à deux plasmides simultanément via les itérons ce qui empêche la réplication
Ce méncanisme s’appelle Handcuffing
Qu’est-ce que le mutant copy-up de RepA ?
C’est un mutant qui à des liaisons faibles à des itérons. = plus de réplication, moins régulation. La fixation à l’origine n’est pas affectée.
Qu’implique le fait que deux plasmides peuvent coexister dans la même cellule ?
Les deux plasmides possèdent différents groupes d’incompatibilité.
Que se passe-t-il lorsque deux plasmides ont le même groupe d’incompatibilité dans la même cellule ?
Un des deux sera perdu quand la cellule se multiplie. Le plasmide qui réside possède un avantage.
Pourquoi doit-il exister un système permettant de stabiliser les plasmides ?
Parce que les cellules sans plasmides ont un avantage de croissance.
Nommers les deux types de systèmes et les 3 systèmes de stabilités des plasmides.
Types :
Actifs: protéines qui interagissent avec des plasmides pour assurer ségrégation
Passifs: plasmides multicopies, système de monomérisation.
3 systèmes:
Monomérisation
Système d’addiction/léthal/tueur
Partition
Comment fonctionne le système de monomérisation plasmidique ?
Deux plasmides peuvent recombiné pour donner un dimère.. problématique car lors de la division, une seule cellule fille recevra le plasmide.
Comment fixer ça ?
Chez ColE1 par exemple, si XerCD, une recombinase, trouvent deux sites de monomérisation cer (site de recombinaison) sur un plasmide, cela veut dire que c’est un dimère et il doit être séparer. Le dimère est résolu par la recombinase.
Les 4 protéines catalysant la réaction (incluant Xer) sont encodées par des gènes chromosomique.
Comment fonctionne le système de stabilité plasmidique tueur/léthal ?
Une cellule ayant un plasmide contient à la fois une protéine léthale et son antidote (protéine ou ARN antisens).
Lors de la division, si la cellule ne recoit pas le plasmide, la protéine léthale (obligatoirement transmise) va tuer la cellule.
Seulement des cellules filles avec plasmide survive permettant des divisions subséquentes contenant seulement des plasmides.
Comment est-ce que le système tueur (dépendance) peut être exploiter pour développer des antibiotiques ?
En créant un antibiotique qui fait compétition à la toxine pour l’antitoxin, la cellule n’aurait pas le choix de mourir à cause de la toxine qui n’aura plus d’antidote
Comment fonctionne le système de stabilisation des plasmides : modèle de partition R1.
Les deux plasmides se font pousser à differents pôle par la croissance d’un filament.
Nécessite l’hydrolyle d’ATP
Comment fonctionne le système de stabilisation des plasmides : modèle de partition P1 et F.
Au lieu d’être poussé, les plasmides sont tirés vers les pôles
Nécessite aussi l’hydrolyse d’ATP.
