10.2: Genomic DNA in Prokaryotes
10.2: ADN génomique des procaryotes
The genome of most prokaryotic organisms consists of double-stranded DNA organized into one circular chromosome in a region of cytoplasm called the nucleoid. The chromosome is tightly wound, or supercoiled, for efficient storage. Prokaryotes also contain other circular pieces of DNA called plasmids. These plasmids are smaller than the chromosome and often carry genes that confer adaptive functions, such as antibiotic resistance.
Genomic Diversity in Bacteria
Although bacterial genomes are much smaller than eukaryotic genomes, they vary considerably in size and gene content. One of the smallest known bacterial genomes is that of Mycoplasma genitalium, a sexually transmitted pathogen that causes urinary and genital tract infections in humans. The M. genitalium genome is 580,076 base pairs long and consists of 559 (476 coding and 83 noncoding) genes. On the other end of the spectrum lies a particular strain of Sorangium cellulosum, a soil-dwelling bacterium. The S. cellulosum genome is enormous for a bacterium at 14,782,125 base pairs long, encoding 11,599 genes.
Bacteria Can Gain Antibiotic Resistance from Plasmids
Before the discovery of antibiotics, minor injuries could turn deadly due to the inability to stop simple bacterial infections. The discovery of penicillin in 1928 ushered in the antibiotic era, characterized by revolutionizing medical treatments and an increase in life expectancy. However, the overuse of antibiotics in humans and agricultural animals has caused some bacteria to evolve resistance to antibiotics, rendering them less effective or ineffective. Antibiotic resistance genes can be carried on plasmids, which is problematic because many bacteria can exchange plasmids with distantly related species through a process called bacterial conjugation. Antibiotic resistance can, therefore, spread quickly through bacterial populations, highlighting the urgent need to develop new antibiotics.
Le génome de la plupart des organismes procaryotes se compose d’ADN à double brin organisé en un chromosome circulaire dans une région de cytoplasme appelée nucléoïde. Le chromosome est étroitement enroulé, ou supercoilé, pour un stockage efficace. Les procaryotes contiennent également d’autres morceaux circulaires d’ADN appelés plasmides. Ces plasmides sont plus petits que le chromosome et comportent souvent des gènes qui confèrent des fonctions adaptatives, telles que la résistance aux antibiotiques.
Diversité génomique dans les bactéries
Bien que les génomes bactériens soient beaucoup plus petits que les génomes eucaryotes, ils varient considérablement en taille et en teneur en gènes. L’un des plus petits génomes bactériens connus est celui de Mycoplasma genitalium, un pathogène sexuellement transmissible qui provoque des infections urinaires et génitales chez l’homme. Le génome de M. genitalium est de 580 076 paires de base de long et se compose de 559 (476 gènes codants et 83 gènes non codants). À l’autre extrémité du spectre se trouve une souche particulière de Sorangium cellulosum, une bactérie vivant dans le sol. Le génome de S. cellulosum est énorme pour une bactérie de 14 782 125 paires de base de long, encodant 11 599 gènes.
Les bactéries peuvent obtenir une résistance aux antibiotiques à partir de Plasmides
Avant la découverte d’antibiotiques, des blessures mineures pourraient devenir mortelles en raison de l’incapacité d’arrêter de simples infections bactériennes. La découverte de la pénicilline en 1928 a inauguré l’ère des antibiotiques, caractérisée par la révolution des traitements médicaux et une augmentation de l’espérance de vie. Cependant, la surutilisation des antibiotiques chez l’homme et les animaux agricoles a fait évoluer certaines bactéries de la résistance aux antibiotiques, les rendant moins efficaces ou inefficaces. Les gènes de résistance aux antibiotiques peuvent être transportés sur les plasmides, ce qui est problématique parce que de nombreuses bactéries peuvent échanger des plasmides avec des espèces apparentées à distance par le biais d’un processus appelé conjugaison bactérienne. La résistance aux antibiotiques peut donc se propager rapidement à travers les populations bactériennes, soulignant l’urgence de développer de nouveaux antibiotiques.
