Note : je suis un peu elliptique à propos de chapitre, qui est le dernier avant de plonger dans l'évolution.
Rappelons que le séquençage du génome humain (déterminer l'ordre d'enchaînement des nucléotides A,G,T,C) a été achevé pour la première fois en 2003. Aujourd'hui, le séquençage de l'ADN peut s'effectuer comparativement très facilement.
Un gène humain peut ne représenter que 1/100000ème de la molécule d'ADN d'un chromosome, ce qui rend compliquée son étude. De plus, le gène se distingue difficilement de l'ADN voisin. Les scientifiques pratiquent donc le clonage de l'ADN. Une méthode classique de clonage de l'ADN consiste à utiliser la bactérie E. coli. On insère le gène recherché dans les plasmides (molécule d'ADN non essentielle et capable de répliquer) de la bactérie. Puis on laisse la bactérie se diviser, et on obtient rapidement de très nombreuses copies du gène recherché, ou de très nombreuses copies la protéine exprimée par le gène recherché, protéine produite directement par la bactérie.
C'est par exemple de cette façon qu'on "cultive" l'hormone de croissance humaine.
Un plasmide ainsi modifié devient une molécule d'ADN recombiné, contenant de l'ADN de deux sources différentes. Le plasmide est vecteur du clonage.
Les enzymes de restriction sont utilisées pour découper les molécules d'ADN en des sites spécifiques. A ce jour, on a trouvé et isolé des centaines d'enzymes de restriction différences. Chacune est très spécifique et coupe les doubles brins d'ADN en des points précis des sites de restriction. Ainsi on peut insérer des molécules d'ADN coupées par le même enzyme de restriction : comme les coupures sont effectuées aux mêmes endroits, les pièces sont compatibles physiquement comme des pièces de puzzle.
Il est possible de cloner l'ADN avec, entre autres, une technique appelée amplification en chaine par polymérase. En quelques heures, elle permet de produire des milliards de copies d'un segment spécifique d'ADN. Il s'agit d'accroitre le nombre de molécules d'ADN de façon exponentielle en séparant les brins d'ADN (en les chauffant) avant de les refroidir (je passe les détails). Avec cette méthode, si les quantités sont grandes, il peut y avoir des erreurs de copie, comme dans les organismes.
Il est remarquable que les gènes transférés à une autre espèce restent fonctionnels et puisse s'exprimer. Tous les organismes présentent les mêmes mécanismes fondamentaux de l'expression génétique.
LES BIOTECHNOLOGIES PERMETTENT D'ÉTUDIER L'EXPRESSION ET LA FONCTION D'UN GENE
Pour savoir quels gènes affectent un processus particulier (cancer, tissus en développement, etc.) un moyen classique est d'abord de déterminer l'ARNm produit.
Sont détaillées différentes techniques permettant l'identification du rôle des gènes. Une méthode est de désactiver le gène étudié et d'observer les conséquences dans la cellule ou l'organisme.
L'intérêt envers le clonage vient essentiellement de son potentiel à générer des cellules souches, c'est-à-dire des cellules peu spécialisées qui continuent à se diviser et qui, dans les conditions appropriées, peuvent se différencier en cellules spécialisées. Elles ont un grand potentiel notamment dans la régénération de tissus endommagés. Les cellules souches, quand elles se divisent, peuvent donner :
- deux cellules souches
- une cellule souche et une cellule progénitrice (pré-spécialisée)
- deux cellules progénitrices
Chez les végétaux, comme l'ont montré des expériences sur la carotte dès les années 1950, une cellule adulte peut potentiellement se différencier et donner naissance à tous les types de cellules spécialisées d'un organisme adulte complet. Les cellules qui possèdent cette capacité sont totipotentes.
Ce n'est généralement pas le cas pour les cellules animales : le potentiel du noyau semble disparaitre progressivement au cours du développement embryonnaire et de la différenciation cellulaire.
Il n'est est donc possible de cloner des animaux pour l'essentiel qu'en utilisant des noyaux de cellules embryonnaires. Il est aussi possible de "reprogrammer" artificiellement des noyaux de cellules matures pour cloner des individus adultes.
Il y a une différence entre les cellules souches embryonnaires (issues de l'embryon) et les cellules souches adultes. Celles-ci, présentes dans la moelle osseuse par exemple, ne peuvent générer qu'un nombre limité de cellules.
Le chapitre se termine sur quelques pages qui évoquent les applications de la biotechnologie. On s'en doute, la liste est longue. En gros : l'identification, la compréhension et le traitement potentiel de nombreuses maladies. Plus fort encore : la thérapie génique, c'est-à-dire le traitement d'une personne malade en introduisant des gènes dans ses cellules, ce qui a beaucoup de potentiel dans le cas de maladies (peu nombreuses) causées par un gène unique. Il faut que les cellules traitées continent à se multiplier durant toute la vie du patient : c'est le cas des cellules de la moelle osseuse rouge, où se trouvent les cellules souches donnant naissance à l'ensemble des cellules sanguines et du système immunitaire. Des virus modifiés, dans lequel on a inséré le gène recherché, peuvent servir de vecteur pour insérer l'ADN chromosomique dans la cellule choisie, car c'est ce qu'ils savent faire naturellement.
De plus, des produits pharmaceutiques à base de protéines sont couramment synthétisés à grande échelle à l'aide de cultures cellulaires, comme l'insuline et l'hormone de croissance. Sont également mentionnés des détails l'usage de la biotechnologie dans un cadre médicolégal.
Un mot sur un argument de méfiance envers les OGM que je n'avais pas en tête : la possibilité que les OGM transmettent leurs nouveaux gènes aux populations sauvages de plantes apparentées.
Aucun commentaire:
Enregistrer un commentaire