Que sont les plastes?

Les plastes sont des structures spécialisées au sein des cellules végétales qui fabriquent et stockent les aliments et les pigments pour la cellule. On pense que cela a évolué à partir d'organismes unicellulaires indépendants qui vivaient symbiotiquement avec des plantes il y a plus d'un milliard d'années, ils contiennent un grand nombre de gènes et fabriquent un certain nombre de protéines. Il y a beaucoup d'intérêt à utiliser des plastes comme usines pour produire des protéines qui sont d'intérêt pharmaceutique.

Les plastes les plus connus sont les chloroplastes, qui sont le site de photosynthèse. D'autres incluent des chromoplastes qui stockent des pigments, tels que les caroténoïdes, qui sont responsables des fruits et des fleurs colorants. Les leucoplastes stockent l'amidon, les lipides ou les protéines - toutes les sources alimentaires potentielles. Les racines de rangement, comme les pommes de terre et les carottes, peuvent contenir des leucoplastes pleins d'amidon. Les types de plastides peuvent interconvertir, devenant d'autres types de plastes, selon l'état de la cellule.

Les chloroplastes contiennent la chlorophylle pigmentaire, qui absorbe la lumière et le giVes une couleur verte aux feuilles. La chlorophylle capture l'énergie de la lumière du soleil et l'utilise pour diviser l'hydrogène de l'oxygène dans l'eau. Cela produit l'oxygène que les humains et les animaux respirent. L'hydrogène est incorporé dans le dioxyde de carbone de l'air. Ce processus de photosynthèse produit le glucose et d'autres composés que la plante utilise pour le métabolisme.

Les tissus végétaux peuvent avoir un grand nombre de plastes dans leur cytoplasme; Une cellule peut en avoir plus de 50. Ceux-ci se forment à partir de la division des plastes existants et ne sont hérités que d'un parent.

Les plastes

ont une double membrane interne qui les sépare du reste de la cellule. Dans cette membrane se trouvent de nombreuses fonctionnalités spécialisées, comme une série de membranes supplémentaires et le plastome , ou l'ADN total du plastide. Ce génome plastide code environ 100 des gènes nécessaires au plaste, mais les autres sont codés by Le noyau de la cellule. Ainsi, le plastide n'est pas totalement indépendant du reste de la cellule, même s'il se divise séparément.

Il existe des recherches agressives pour utiliser les chloroplastes comme source de production pour les composés biologiques, tels que les enzymes et les anticorps. La transformation des plastides a un grand avantage sur les méthodes traditionnelles des usines d'ingénierie génétiquement, car les plastes ne sont pas trouvés dans le pollen dans la plupart des cas. Ainsi, ils ne devraient pas se propager aux plantes voisines et les plantes génétiquement modifiées seraient isolées. Cela devrait aider à soulager les préoccupations concernant la propagation des gènes modifiés dans l'environnement.

L'introduction des gènes dans le plastide est beaucoup plus compliquée que les méthodes traditionnelles d'introduction des gènes dans le noyau de la cellule, car chaque cellule peut avoir plus de 1 000 plastomes. Chacun doit être modifié de la même manière pour que cette technique réussisse. Lorsqu'il réussit, cependant, le gène introduit peut comprendre jusqu'à 25% de toutes les protéines cellulaires. De plus, les plantes peuvent apporter des modifications aux protéines que les bactéries ne peuvent pas, ce qui leur donne un avantage sur la production dans les systèmes de surexpression bactérienne.

Plusieurs espèces végétales différentes ont fait transformer avec succès leurs plastes. La transformation plastique des embryons végétaux, ou jeunes cellules, est souvent réalisée avec un pistolet à particules. Cette technique recouvre les particules d'or ou de tungstène avec de l'ADN puis les tire dans le tissu. L'ADN utilisé est un plasmide, une unité circulaire d'ADN contenant le gène souhaité. Il contiendra également une séquence d'ADN qui lui permet de se reproduire dans la cellule, et un gène de résistance aux antibiotiques pour identifier les cellules transformées.