L'ADN est-il un agent infectieux viral?

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Un bactériophage (virus T2) infecte la bactérie Escherichia coli. Après infection, le virus se multiplie et les phages T2 sont libérés avec la lyse des cellules bactériennes. Comme nous le savons, le phage T2 contient à la fois de l'ADN et des protéines. Maintenant, la question qui se pose est de savoir lequel des deux composants dispose des informations à programmer pour la multiplication de plus de particules virales.

Courtoisie d'image: nist.gov/oles/forensics/images/DNA-Strand.jpg

Pour résoudre ce problème, Hershey et Chase (1952) ont mis au point une expérience avec deux préparations différentes de phage T2. Dans une préparation, ils ont rendu les protéines partiellement radioactives et dans l'autre, l'ADN a été radioactif. Ensuite, une culture de E. coli a été rendue infectée par ces deux préparations de phage.

Immédiatement après l'infection et avant la lyse des bactéries, les cellules de E. coli ont été doucement agitées dans un mélangeur de manière à ce que les particules de phage adhérentes se détachent, puis la culture a été centrifugée. Il en résulte que des pellets plus lourds de cellules bactériennes infectées se sont déposés au fond du tube.

Les particules virales plus légères et celles qui n’ont pas pénétré dans les cellules bactériennes ont été retrouvées dans le surnageant. Il a été constaté que, lors de l'expérience, lorsque le phage T2 à ADN radioactif était utilisé pour infecter E. coli, le culot bactérien le plus lourd était également radioactif. D'autre part, lorsque le phage T2 avec une protéine radioactive était utilisé, le culot bactérien avait très peu de radioactivité et la plus grande partie de la radioactivité était retrouvée dans le surnageant.

Cette expérience a prouvé que lors de l'infection par le phage T2, c'est l'ADN qui est réellement entré dans la bactérie lorsque de telles cellules bactériennes infectées ont été développées, puis lysées et que de nouvelles particules de phage se sont formées.

Cette célèbre expérience menée par Hershey et Chase (1952) a prouvé que c’était l’ADN viral et non une protéine qui contenait des informations pour la production de plus de particules de phage T2, l’ADN constituant donc un matériel génétique. Cependant, dans certains virus (par exemple, TMV, virus de la grippe et virus de la polio), l'ARN sert de matériel génétique.

Hershey et Chase ont mené deux expériences. Dans une expérience, E. coli a été cultivé dans un milieu contenant le radio-isotope S 35 et dans les autres expériences, E. coli a été cultivé dans un milieu contenant le radio-isotope P 32 . Dans ces expériences, les cellules de E. coli infectées avec le phage T2 libéré à partir de cellules de E. coli cultivées dans du milieu S35 ont S35 dans leur capside protéique, et celles du milieu P32 avaient P32 dans leur ADN.

Lorsque ces phages ont été utilisés pour infecter de nouvelles cellules de E. coli en milieu normal, les cellules bactériennes infectées par des phages marqués au S35 présentaient la radioactivité dans leur paroi cellulaire et non dans le cytoplasme. Alors que les bactéries infectées avec les phages marqués au P 32 avaient montré la condition inverse.

Ainsi, on peut dire que lorsque le phage T2 infecte la cellule bactérienne, sa capside protéique reste en dehors de la cellule bactérienne mais son ADN pénètre dans le cytoplasme de la bactérie. Lorsque les cellules infectées des bactéries sont lysées, de nouvelles particules virales complètes (phages T2) se forment.

Cela prouve que l’ADN viral contient les informations nécessaires à la synthèse de copies d’ADN et de capsides protéiques. Cela montre que l'ADN est un matériel génétique. La partie de chaque nucléotide qui contient une base azotée et du désoxyribose est appelée désoxyribonucléoside.

Les quatre désoxyribonucléotides, outre leur présence dans la molécule d'ADN, existent également dans le nucléoplasme et le cytoplasme, mais sous leurs formes triphosphates, tels que le désoxyadénosine triphosphate (dATP), le désoxyguanosine triphosphate (dGTP), le désoxycytidine triphosphate (dCTP) et le thymidine triphosphate (TTP). L'importance de la présence de désoxyribonucléotides dans les formes triphosphates réside en fait dans le fait que pendant l'enzyme ADN polymérase ne peut agir que sur les triphosphates de désoxyribonucléotides.

Cette expérience montre que seul l'ADN du phage pénètre dans la cellule bactérienne et non dans l'enveloppe protéique. Il montre clairement que seul l’ADN est responsable de la synthèse de nouveaux virus dans les cellules bactériennes. Cela montre que l'ADN est un matériel génétique et non une protéine. Dans le virus de la mosaïque du tabac (TMV), le noyau interne est constitué d'ARN plutôt que d'ADN, c'est pourquoi l'ARN est un matériel génétique.