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2. Origine des plasmides
Introduction bibliographique
La propriété des plasmides à transférer de l’ADN et leur abondance en grand nombre de copies
dans la cellule a tout d’abord suscité l’intérêt pour le développement d’outils génétiques. En
parallèle du côté « pratique », des études ont permis de formuler des hypothèses sur l’origine et
l’évolution des plasmides et d’apporter des informations sur l’origine de l’ADN. L’analyse
comparée des réplicons viraux et plasmidiques montre une certaine conservation, aussi bien pour
les simples réplicons minimaux que pour les réplicons les plus évolués et complexes. L’éventuelle
association de protéines fixées à l’ADN augmente l’efficacité de cette perpétuation moléculaire.
La survie de la cellule assurant la survie du plasmide, la séquestration des gènes par un plasmide
intervient quand l’environnement affecte négativement son hôte. Ce mécanisme de
séquestration est fondamental, il est la pierre angulaire de la fabrication et de la propagation de
macromolécules de taille croissante. Le niveau de sophistication des plasmides augmente avec
l’addition de nouveaux gènes tels que ceux conférant à l’hôte la capacité d’occuper un
environnement spécifique normalement inhospitalier pour la cellule.
Patrick Forterre a émis l’hypothèse que l’ADN aurait pu être inventé par les virus dans le monde à
ARN (Forterre 2001). En effet, dans le conflit qui oppose le virus à la cellule, l’acquisition de l’ADN
aurait présenté un avantage sélectif au virus, lui permettant de résister aux enzymes de
dégradation des cellules (enzymes de restriction). Plusieurs arguments confortant cette
hypothèse sont proposés : par exemple le fait que les enzymes nécessaires pour transformer le
code génétique de l’ARN vers l’ADN n’existent que chez les virus ont été découverts (Warren
1980), tel le virus PBS1, dont le génome est un ADN modifié où l’uracile remplace la thymine
(ADN‐U),. Ces virus seraient des vestiges de la transition du monde ARN au monde ADN. Les
premières cellules à ADN auraient en conséquence emprunté la machinerie virale afin de
fabriquer de l’ADN, faisant ainsi des virus des entités très anciennes.
Tout comme l’« invention » de l’ADN, l’origine des plasmides est étroitement liée aux virus. Il est
probable qu’un virus défectif puisse avoir été dompté par la cellule, détournant ainsi un réplicon
égoïste à son avantage. L’acquisition d’un réplicon indépendant permet à la cellule de s’en servir
comme d’un laboratoire d’expérimentation. Certains gènes du chromosome, transférés ou copiés
sur plasmide, peuvent subir une évolution accélérée et tester différentes combinaisons
génétiques aboutissant à une innovation nécessaire à l’évolution et à l’adaptation de l’hôte
cellulaire.
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