Episoma: types et leurs caractéristiques

Un épisome, dans le domaine de la génétique, est une molécule d’ADN capable de se répliquer de manière autonome dans le cytoplasme de la cellule hôte, et qui est physiquement intégrée dans le chromosome de l’hôte, est également répliquée sous forme de molécule unique que nous appelons cointegrado).

L'épisome peut donc être interprété comme un moyen de coexistence et non comme un type de réplicon. En fait, pour certains auteurs, les transposons et les séquences d'insertion peuvent être considérés comme des épisomes, car ils sont effectivement portés sur le chromosome de la cellule hôte, bien qu'ils n'aient jamais d'existence indépendante et autonome dans le cytoplasme.

Au contraire, dans les cellules eucaryotes, l'épisome fait davantage référence aux réplicons viraux qui coexistent sous forme de plasmides dans des cellules infectées qu'à des virus pouvant être intégrés au génome de la cellule hôte.

Ce n'est pas le seul cas dans lequel le même mot signifie différentes choses chez les eucaryotes et les procaryotes (par exemple, le terme de transformation). Les épisomes ont une riche histoire dans le développement de la génétique moderne, car ils ont contribué à dévoiler des phénomènes intéressants liés à l'héritage.

Les épisomes qui sont des bactériophages

Un des exemples classiques d'épisomes est le bactériophage lambda dans sa bactérie hôte, le plus connu étant Escherichia coli. Un bactériophage (phage abrégé) est un virus qui infecte une bactérie.

Dans des conditions propices à l'infection de la bactérie par le phage, le génome viral introduit dans le cytoplasme sous forme de molécule linéaire peut être circularisé et, par des événements de recombinaison de sites spécifiques, intégré dans le chromosome de la bactérie hôte.

Dans le génome du phage, il existe une courte séquence de nucléotides (atta) parfaitement complémentaire d'un site de liaison (attache) dans le chromosome circulaire de la bactérie (attB).

L'événement de recombinaison entre ces deux sites conduit à la formation d'un co-intégrat entre deux cercles donnant lieu à un cercle plus grand. Lorsque le chromosome de la bactérie est répliqué, le génome du virus est donc répliqué (à l'état épisome).

Cela peut se produire pour des générations infinies - à moins qu'un événement inductif ne conduise à l'excision du génome viral, puis à l'entrée dans le cycle de réplication autonome du virus qui aboutit à la lyse de la bactérie pour libérer les nouveaux virions générés.

Les épisomes qui sont des plasmides

Un autre des exemples d'épisomes les mieux connus est celui du facteur de fertilité, ou plasmide F. Parfois, en fonction de la constitution en nucléotide de la bactérie hôte (par exemple, E. coli), le plasmide circulaire se recombine avec des sites homologues présents sur le chromosome. des bactéries donnant lieu à un cointégration.

C'est-à-dire que le plasmide peut se répliquer en faible nombre de copies dans le cytoplasme de la bactérie ou, s'il est intégré, se répliquer intégralement en un nombre de copies correspondant à celui de la bactérie sans F (généralement un).

Dans son état d'épisome, F confère à la bactérie la capacité de produire un grand nombre de recombinants après le processus de conjugaison.

Une bactérie F + (c’est-à-dire possédant un plasmide F autonome) qui subit l’insertion de cet élément est dite Hfr (pour une fréquence de recombinaison élevée, pour son acronyme en anglais), car par un événement de conjugaison, elle est théoriquement capable de "traîner" tout le chromosome bactérien vers une bactérie F (c'est-à-dire dépourvue du facteur de fertilité ou du plasmide F).

En général, les séquences qui fournissent l'homologie (et donc la similarité et la complémentarité) entre le plasmide F et le chromosome bactérien pour vérifier le processus de recombinaison de site spécifique qui donne lieu au cointégration sont des séquences d'insertion.

Episomes dans les cellules eucaryotes

Pour des raisons historiques, le terme épisome (au-dessus du corps) a toujours été associé à celui de plasmide, dérivé du monde des éléments extrachromosomiques chez les procaryotes.

En retrouvant des éléments similaires chez les eucaryotes, leur utilisation a été adoptée pour désigner des molécules de génomes viraux capables de s'auto-dupliquer dans ce type de cellules infectées avec des propriétés similaires à celles des plasmides chez les procaryotes.

C'est-à-dire que dans les cellules eucaryotes infectées par des virus, on peut trouver dans certains cas que, dans le cadre de leur cycle de réplication, le virus coexiste dans la cellule sous forme de molécule d'ADN circulaire similaire à ces autres réplicons décrits, par exemple, dans des bactéries.

Les virus les plus connus qui peuvent coexister sous forme de molécules d'ADN circulaires à réplication autonome (à partir du chromosome de l'hôte) appartiennent aux familles Herpesviridae, Adenoviridae et Polyomaviridae.

Cependant, aucun d'entre eux n'est intégré dans le génome de l'hôte, ce qui explique pourquoi on peut considérer qu'ils se répliquent sous la forme de plasmides et qu'ils ne répondent pas à la qualité intrinsèque qui caractérise un épisome: s'intégrer dans le génome de l'hôte.

Bien que l’élimination du terme ait été proposée, peut-être que cela ne ferait que créer de la confusion pour une question déjà très complexe en soi.

Conclusions

En résumé, on peut dire qu’un épisome, sur le plan étymologique, est un élément génétique de réplication autonome qui peut coexister dans la cellule en tant que molécule d’ADN libre, ou physiquement intégré à celui de l’hôte.

Du point de vue de la génétique, cependant, un épisome est un plasmide ou un virus qui peut être intégré dans le génome des procaryotes, ou être l'un des types de plasmides qu'une cellule eucaryote peut héberger.

Fait intéressant, les virus qui peuvent être insérés dans le génome de l'hôte eucaryote (rétrovirus) ne sont pas considérés comme des épisomes.