Dans de nombreuses bactéries différentes, de petits morceaux circulaires d’ADN peuvent être trouvés dans le cytoplasme. Ces cercles d’ADN sont appelés plasmides et sont séparés de l’ADN chromosomique ou de l’ADN qui porte les gènes des cellules bactériennes. Plusieurs copies des plasmides sont souvent présentes à tout moment dans la cellule bactérienne. Les plasmides jouent un rôle très important dans le génie génétique, en particulier dans le clonage de gènes.
Lorsque les gènes sont clonés, le processus se déroule généralement au sein des bactéries. Afin d’obtenir le gène à cloner dans la bactérie, un vecteur est nécessaire. Un plasmide est ce qui est utilisé comme vecteur, car il peut passer facilement d’une cellule à l’autre.
Il y a un certain nombre d’étapes impliquées dans le clonage de gènes avant d’insérer un plasmide dans une cellule hôte. Tout d’abord, le gène à copier doit être isolé, de même que les plasmides qui doivent être utilisés comme vecteurs. Une fois cela fait, le gène doit être inséré dans l’ADN plasmidique. Le plasmide est ensuite inséré dans la cellule hôte bactérienne pour la réplication.
Pour isoler les plasmides des cellules bactériennes, les cellules doivent être initialement traitées avec des enzymes pour briser les parois cellulaires des bactéries. L’ADN chromosomique le plus gros est séparé des plasmides plus petits à l’aide d’une centrifugeuse. L’ADN plasmidique isolé est maintenant prêt à recevoir le gène inséré.
Les plasmides sont constitués d’un cercle d’ADN double brin. Pour insérer le gène souhaité, l’ADN plasmidique est coupé avec des enzymes de restriction. Ces enzymes ne coupent l’ADN qu’au niveau de séquences nucléotidiques très spécifiques. Une fois l’ADN plasmidique coupé, des séquences de liaison sont ajoutées aux extrémités libres qui correspondent aux extrémités du gène à insérer. Cela garantit que le gène s’insère précisément dans le plasmide.
Une fois le gène inséré dans le plasmide, il est maintenant prêt à être inséré dans une bactérie vivante. Les bactéries répliquent leurs plasmides de sorte qu’une seule cellule peut contenir plusieurs copies. Il peut y avoir jusqu’à 200 copies d’un même plasmide dans une bactérie. Si le plasmide est introduit dans de nombreuses cellules bactériennes, de nombreuses copies du gène peuvent être produites relativement rapidement, en particulier lorsque les cellules bactériennes se répliquent environ toutes les 20 minutes.
C’est le processus qui est utilisé pour créer l’insuline humaine. Le gène codant pour l’insuline a été isolé et inséré dans un plasmide. Tous les plasmides contenant le gène de l’insuline ont ensuite été introduits dans une bactérie, où ils ont été répliqués. Les bactéries ont ensuite continué à se répliquer, de sorte que plusieurs millions de cellules contenant le gène de l’insuline peuvent être créées en très peu de temps. Ce gène cloné constitue désormais une source fiable d’insuline humaine.