Plasmide Ti

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Structure du plasmide Ti

Le plasmide Ti (en anglais : Ti plasmid pour Tumor inducing plasmid), est un plasmide circulaire d'environ 200 Kb, et le principal déterminant de la virulence d'Agrobacterium tumefaciens, agent bactérien responsable de la maladie des végétaux dite de la galle du collet (ou crown-gall en anglais). La galle est une tumeur végétale, qui une fois formée peut continuer à se multiplier en l'absence de la bactérie pathogène.

Le plasmide Ti regroupe environ 200 gènes. Il est composé de plusieurs régions qui en font un plasmide-mosaïque:

L’ADN-T (T-DNA en anglais, pour transfered DNA), qui est transféré de la bactérie vers la plante, et intégré dans le génome nucléaire végétal. L'ADN-T porte des gènes responsables pour la synthèse d'hormones végétales (auxine et cytokinine) dont l'expression conduit à la formation des galles[1], ainsi que des gènes responsables de la synthèse de composés marqueurs des tumeurs de crown gall appelés opines;
Les gènes de virulence, impliqués dans les mécanismes de transfert de l’ADN-T (activation de la virulence, excision de l’ADN-T et transport dans la cellule infectée)[2];
Les gènes de dégradation des opines;
Les gènes permettant le transfert conjugatif du plasmide Ti d'une bactérie virulente vers une autre bactérie;
Les gènes dits de ménage, permettant la réplication du plasmide dans les cellules bactériennes.

Le plasmide Ti est fonctionnellement similaire au plasmide Ri retrouvé chez Agrobacterium rhizogenes bien que ne partageant que peu d’homologies.

Outil génétique[modifier | modifier le code]

Le plasmide Ti est un outil génétique moléculaire très important pour la création de plante transgénique, il peut en effet être modifié par génie génétique pour permettre l’intégration de manière stable de gènes rapporteurs ou de gènes d'intérêt dans le génome de plantes dicotylédones, très souvent dans Arabidopsis thaliana (plante modèle dicotylédone).

Pour le transfert de l’ADN-T, seules les séquences à ses extrémités sont nécessaires. En modifiant la séquence d’ADN à l’intérieur des bordures de l’ADN-T, d’autres gènes peuvent être transférés à la plante. Ces gènes peuvent être des gènes rapporteurs ou des gènes spécifiques (gène muté par exemple) que la plante n’a pas.

En sachant que les cellules végétales sont totipotentes, il est possible de former une nouvelle plante transgénique à partir d’une cellule de la galle qui possède forcément l’ADN-T. Toutes les cellules de la nouvelle plante auront le gènes introduit dans l’ADN-T ce qui permet d’étudier plus facilement l’effet du gène et sa fonction sur un organisme.

Pour Arabidopsis thaliana, il est encore plus facile de créer une plante transgénique à partir du plasmide Ti. En mettant en contact la plante, particulièrement les fleurs, dans une solution contenant des Agrobacterium tumefaciens qui possèdent un plasmide Ti modifié (pas de gènes pour la galle), des cellules aléatoires peuvent être infectées. Quelques cellules germinales des fleurs peuvent intégrer l’ADN-T dans leur génome et peuvent former, après leur reproduction, des plantes entièrement transgéniques.

Il est également possible que l’intégration de l’ADN-T forme une mutation en se positionnant au milieu d’un gène. Cela empêche le gène d’être fonctionnel. La position d’intégration étant aléatoire, il est facile de créer une palette de plantes mutantes chacune avec un gène muté différent.

Pour des raisons financières, les laboratoires utilisent un système de type binaire qui utilisent deux plasmides. L’un venant de E.coli contenant l’ADN-T ainsi qu’un gène marqueur de sélection chez E.coli et l’autre qui est un plasmide Ti désarmé de son ADN-T mais contenant un gène de sélection chez A. tumefaciens. E.coli étant une bactérie très facilement manipulable et peu chère, le plasmide avec l’ADN-T est multiplié dans ces bactéries. Ces plasmides sont ensuite transférés à A. tumefaciens pour permettre le transfert de l’ADN-T vers la plante grâce aux gènes de virulence du plasmide Ti.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Ziemienowicz A, « Odyssey of agrobacterium T-DNA », Acta Biochim. Pol., vol. 48, no 3,‎ , p. 623–35 (PMID 11833771)
  2. (en) Scott E.Stachelt, Eugene W.Nester, « The genetic and transcriptional organization of the vir region of the A6 Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens », The EMBO Journal, vol. 5, no 7,‎ , p. 1445–1454 (lire en ligne)

Liens externes[modifier | modifier le code]