Sciences de la vie: instruments et techniques expérimentales

Articles

• ANIMAUX MODÈLES, biologie

  • Écrit par Gabriel GACHELIN, Emmanuelle SIDOT
  • 8 406 mots
  • 8 médias

  C'est de l'art que vient le mot « modèle », à l'origine figure destinée à être reproduite. Ce sens se retrouve en biologie, par exemple dans le choix de l'animal ou du paysage reproduit par le dessinateur ou le photographe. Cependant, de nombreux sens dérivés se sont construits...

• BIOLOGIE - La bio-informatique

  • Écrit par Bernard CAUDRON
  • 4 811 mots
  • 3 médias

  La bio-informatique est une application des techniques informatiques au traitement massif de données biologiques. Elle est spécialement utilisée pour l'analyse des séquences génomiques et des protéines. Le terme de bio-informatique est apparu en 1995 dans des publications scientifiques et des programmes...

• BIOMÉTRIE

  • Écrit par Eugène SCHREIDER
  • 866 mots

  Introduit dans le vocabulaire scientifique vers la fin du xix ^e siècle, le mot « biométrie » (d'abord en anglais : biometry ou biometrics) est parfois employé abusivement, surtout par des auteurs américains, comme synonyme de statistique, alors que cette dernière n'est, pour le...

• BLUE BRAIN PROJECT

  • Écrit par Philippe ROCHAT
  • 446 mots

  Le cerveau présente un champ de recherche vaste et un domaine où l'expérimentation est particulièrement difficile pour des raisons évidentes, mais aussi parce que sa complexité et sa structure délicate rendent le fonctionnement quasi inaccessible aux mesures. Une simulation numérique...

• CARBONE 14 ET LES TRACEURS RADIOACTIFS

  • Écrit par Paul MAZLIAK
  • 222 mots

  Ernest Lawrence (1901-1958) construisit à Berkeley le premier cyclotron où des collisions à très grande vitesse entre atomes et particules nucléaires produisent des isotopes radioactifs des éléments naturels : carbone 11]¹¹C, demi-vie : 20 min], oxygène 15]¹⁵O, demi-vie : 2 min],...

• CENTRIFUGATION

  • Écrit par Jean LEMERLE
  • 1 581 mots
  • 3 médias

  Lorsque la décantation de particules sous l'effet du champ de pesanteur est inefficace ou trop lente, on a alors recours au procédé de centrifugation. Pour cela, on substitue au champ de pesanteur terrestre un champ de forces centrifuges infiniment plus grand, soit de 500 000 à 1 million de...

• CHÉMOSTAT

  • Écrit par Geneviève DI COSTANZO
  • 338 mots

  Une espèce bactérienne placée dans un milieu de culture équilibré contenant tous les nutriments indispensables dans des conditions de pH, de rH et de température optimales se développe et croît suivant des lois précises. La courbe de croissance, obtenue par néphélométrie, exprime les différentes...

• CLONAGE

  • Écrit par Didier LAVERGNE, Jean-Paul RENARD
  • 4 422 mots
  • 3 médias

  Le mot « clonage » est utilisé en biologie pour désigner une reproduction à l'identique ne faisant pas intervenir la sexualité. C'est ce qui se passe lorsqu'on obtient une colonie bactérienne après avoir ensemencé un milieu de culture solide avec une seule bactérie : en se divisant,...

• CYTOGÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE

  • Écrit par Simone GILGENKRANTZ
  • 390 mots

  Avec les techniques de haute résolution, acquises dans les années 1980, sur des chromosomes très étirés au stade de prométaphase, la distinction des micro-bandes de ces derniers (correspondant biochimiquement à des valeurs de 1,5 × 10⁶ paires de bases) atteignit la limite des méthodes d'exploration...

• CYTOMÉTRIE EN FLUX

  • Écrit par José PIERREZ, Xavier RONOT
  • 950 mots

  Le principe de la cytométrie en flux repose sur le guidage de cellules en suspension dans un flux laminaire liquide assurant leur passage « en file indienne » devant le système d'illumination, pour permettre leur analyse dans un temps très court, de l'ordre de quelques microsecondes...

• ÉCOLOGIE

  • Écrit par Patrick BLANDIN, Denis COUVET, Maxime LAMOTTE, Cesare F. SACCHI
  • 18 159 mots
  • 15 médias

  Le terme écologie (du grec oikos, demeure, et logos, science) a été proposé par Ernst Haeckel en 1866 pour désigner la science qui étudie les rapports entre les organismes et le milieu où ils vivent. Cette définition reste encore valable, mais elle demande à être approfondie et précisée, car...

• ÉLECTROPHORÈSE

  • Écrit par Jean GUASTALLA, Jean MORETTI, Jean SALVINIEN
  • 4 171 mots
  • 10 médias

  En solution ou en suspension dans l'eau, une solution aqueuse ou certains autres liquides, des macromolécules, des particules, des grains d'émulsion, des bactéries même tendent en général à se déplacer sous l'effet d'un champ électrique : c'est l'électrophorèse...

• ÉLECTROPHORÈSE, en bref

  • Écrit par Paul MAZLIAK
  • 193 mots

  Arne Wilhelm Kaurin Tiselius (1902-1971) mit au point, en 1926, l'électrophorèse, méthode qui lui permit de séparer les protéines du sérum sanguin. En appliquant un champ électrique au sérum sanguin – qui est contenu dans un tube et mélangé à un tampon salin –, il obtenait sur le...

• ÉLECTROPHORÈSE EN CHAMP PULSÉ

  • Écrit par Jean-Luc GUESDON
  • 232 mots

  La technique d'électrophorèse classique en gel d'agarose ou de polyacrylamide permet de séparer des fragments d'ADN suivant leur taille. Sur ces gels constitués d'un réseau désorganisé de longues fibres, on dépose l'ADN dont les molécules sont chargées négativement. Soumises à...

• ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay)

  • Écrit par Universalis
  • 448 mots
  • 1 média

  ELISA est l’acronyme d’e nzyme- linked i mmuno s orbent a ssay, ou encore « dosage immuno-enzymatique sur support solide ». Il désigne une méthode de dosage immunologique d’une substance – a priori quelconque du moment qu’il existe un anticorps capable de la reconnaître spécifiquement...

• EMBRYOLOGIE

  • Écrit par Maurice PANIGEL, Josselyne SALAÜN, Denise SCHEIB, Jean SCHOWING
  • 11 686 mots
  • 19 médias

  L'embryologie est la science qui se consacre à l'étude du développement de l'embryon, c'est-à-dire à la période de la vie comprise entre la fécondation de l'œuf et la naissance, ou l'éclosion. Décrire, mais aussi expliquer la formation de l'embryon, étudier les mécanismes et les causes...

• GÉNIE GÉNÉTIQUE

  • Écrit par Louis-Marie HOUDEBINE
  • 2 938 mots
  • 6 médias

  La découverte, dans les années 1950, du rôle de l'ADN (acide désoxyribonucléique) et des gènes qu'il contient a donné naissance à une discipline appliquée nouvelle : le génie génétique. Fondé sur un ensemble de techniques, il a pour but d'étudier et d'exploiter les gènes, essentiellement...

• GÉNOMIQUE - Les fusions cellulaires

  • Écrit par Georges BARSKI, Marc FELLOUS, France LATRON
  • 2 757 mots
  • 1 média

  Depuis le début des années 1960, il est possible de fusionner des cellules somatiques entre elles. Ce mode de croisement est bien distinct de celui qui s'opère lors de la reproduction sexuelle. Il constitue néanmoins une approche alternative et très fructueuse de la génétique moderne...

• GÉNOMIQUE - La transgenèse

  • Écrit par Pascale BRIAND
  • 6 426 mots
  • 2 médias

  On qualifie de transgenèse la transformation intentionnellement opérée dans le patrimoine génétique « naturel » (ou encore « sauvage ») d'une espèce pour créer des populations dites transgéniques constituées d'organismes génétiquement modifiés (O.G.M.) ayant acquis une nouvelle...

• GÉNOMIQUE - Génome artificiel

  • Écrit par Gabriel GACHELIN
  • 1 889 mots

  Le 20 mai 2010, des chercheurs du John Craig Venter Institute aux États-Unis ont publié en ligne, sur le site Internet de la revue américaine « Science », un article intitulé « Création d'une cellule bactérienne contrôlée par un génome synthétisé chimiquement ». Il ne s'agit...

• GRAM COLORATION DE

  • Écrit par Jacques BEJOT
  • 311 mots

  Technique de coloration qui est la plus utilisée dans l'étude et la classification des bactéries en deux grands groupes : les bactéries à Gram positif et à Gram négatif.

  Le principe de cette méthode, mise au point de façon empirique par le médecin danois Gram en 1884, est le suivant...

• HERBIER

  • Écrit par Gérard AYMONIN
  • 2 135 mots
  • 2 médias

  On désigne habituellement par herbier (Herbarium) une collection de plantes séchées conservées généralement à des fins scientifiques, parfois dans un but esthétique. Remontant pour les premières au xvi ^e siècle, ces collections constituent une base indispensable des recherches en phytotaxinomie...

• HERBIER DU MUSÉUM NATIONAL D'HISTOIRE NATURELLE

  • Écrit par Denis LAMY
  • 1 912 mots
  • 4 médias

  Utilisé pendant longtemps pour nommer un livre qui contenait des illustrations de plantes, le mot herbier désigne actuellement une collection de plantes séchées mais aussi le bâtiment dans lequel elle est conservée.

  Représenté par quelque huit millions de végétaux et de champignons, l’herbier...

• HISTOLOGIE

  • Écrit par Élodie BOUCHERON, Dominique CHRIQUI, Anne GUIVARC'H, Jacques POIRIER
  • 4 692 mots
  • 6 médias

  Bien que le mot histologie (étymologiquement, science des tissus, du grec histos : « tissu », et logos : « science ») n'ait été créé qu'en 1821 (par Heusinger, en Allemagne), on considère habituellement – et à juste titre – que le concept morphologique, fonctionnel et pathologique de ...

• HYBRIDATION

  • Écrit par Georges BARSKI, Yves DEMARLY, Simone GILGENKRANTZ
  • 5 214 mots
  • 2 médias

  Par son étymologie (en latin hybrida signifie « sang mêlé »), le terme « hybridation » évoque une fécondation qui ne suit pas les lois naturelles : c'est le fait de croiser deux espèces ou deux genres différents, pour provoquer la naissance de spécimens réunissant, à un degré...

• IMMUNOCHIMIE

  • Écrit par Joseph ALOUF
  • 8 235 mots
  • 6 médias

  La réaction Ag-Ac est un processus bi- ou multimoléculaire à modalités variées se traduisant, en fonction des caractéristiques structurales des molécules réagissantes et du milieu réactionnel, par des phénomènes physicochimiques et biologiques macroscopiques d'une grande diversité. La réaction peut...

• IMMUNOLOGIE

  • Écrit par Joseph ALOUF, Pierre GRABAR
  • 4 631 mots
  • 8 médias

  L'immunologie est une science biologique qui étudie l'immunité. Le terme immunité provient du latin immunis qui désignait une exemption de charges, telles que services, impôts, etc. Elle doit son nom au fait que les premiers phénomènes immunitaires ont été observés par des bactériologistes...

• LYSOTYPIE

  • Écrit par Pierre NICOLLE
  • 352 mots

  Si l'on fait agir un bactériophage convenablement choisi et dilué sur diverses cultures d'une même espèce bactérienne ou d'un même sérotype, on constate souvent, surtout si ces cultures ont été isolées en des endroits géographiquement éloignés les uns des autres ou à partir d'espèces animales...

• MARQUAGE MOLÉCULAIRE ET MÉTABOLISME

  • Écrit par Marc PASCAUD
  • 234 mots
  • 1 média

  C'est en 1904 que le biochimiste allemand Franz Knoop (1875-1946) marque par le groupe phényl l'atome de carbone méthylique d'un acide gras, inaugurant ainsi le marquage moléculaire du métabolisme lipidique. L'avancée des sciences nucléaires permet de dépasser le marquage...

• MICROSCOPIE

  • Écrit par Christian COLLIEX, Jean DAVOUST, Étienne DELAIN, Pierre FLEURY, Georges NOMARSKI, Frank SALVAN, Jean-Paul THIÉRY
  • 17 343 mots
  • 15 médias

  La révolution qui consiste, à la fin du xvi ^e siècle, à regarder « à la loupe » non plus directement un objet, mais son image agrandie est à l'origine de la microscopie. L'étymologie (du grec mikros, petit, et skopein, examiner) renvoie à l'examen d'objets ou de détails d'objets...

• MICROSCOPIE DU VIVANT

  • Écrit par Didier LAVERGNE
  • 167 mots
  • 1 média

  L'essor de l'anatomie microscopique à partir du xvii ^e siècle a suivi l'invention d'instruments d'optique comportant des lentilles de verre qui permettent d'obtenir des images très agrandies en observant, à travers elles, de petits objets.

  Les premiers naturalistes...

• MIGRATIONS ANIMALES

  • Écrit par Valérie CHANSIGAUD, Jean DORST
  • 10 294 mots
  • 17 médias

  Bien que très diversement partagée selon les groupes zoologiques, la faculté de se mouvoir est une des caractéristiques fondamentales des animaux. Lorsque des individus ou des populations couvrent de longues distances, sans jamais revenir à leur lieu d'origine, les déplacements sont dits acycliques....

• NUCLÉIQUES ACIDES

  • Écrit par Jacques KRUH, Ethel MOUSTACCHI, Michel PRIVAT DE GARILHE, Alain SARASIN
  • 11 852 mots
  • 17 médias

  Découverts en 1868 par le biologiste suisse Friedrich Mischer dans les noyaux cellulaires, d'où leur nom (du latin nucleus, noyau), mais également présents dans le cytoplasme, les acides nucléiques sont des molécules d'origine naturelle qui jouent un rôle fondamental dans la vie et la reproduction...

• O.G.M. - Production et utilisation

  • Écrit par Louis-Marie HOUDEBINE
  • 3 613 mots

  La possibilité de connaître la structure des gènes, de les isoler ainsi que de les modifier ont logiquement amené les chercheurs, puis les industriels, à transférer des gènes isolés dans des organismes vivants. Ces gènes sont appelés des transgènes.

  Ces opérations restent relativement...

• PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE

  • Écrit par Véronique BARRIEL
  • 4 498 mots
  • 6 médias

  La PCR (polymerase chain reaction ou « amplification en chaîne par polymérase », expression française rarement utilisée) est une suite de réactions enzymatiques qui permettent d'amplifier un fragment d'ADN spécifique (ADN cible), souvent présent au départ en très faible...

• POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)

  • Écrit par Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS, Universalis
  • 261 mots

  En 1985, une équipe de chercheurs de la jeune firme de biotechnologie californienne Cetus, publient dans Science le premier article décrivant une technique qui permet d'amplifier plusieurs centaines de milliers de fois un fragment d'ADN – ici le gène d’une globine humaine...

• POPULATIONS ANIMALES (DYNAMIQUE DES)

  • Écrit par Robert BARBAULT, Jean-Dominique LEBRETON
  • 10 562 mots
  • 15 médias

  Pour le biologiste, une population animale ou végétale est formée par définition d'individus susceptibles de se reproduire entre eux. Celle-ci subit, au cours du temps, des changements incessants liés à la disparition (mortalité, émigration) et à l'apparition de nouveaux sujets (reproduction,...

• PREMIÈRE TRANSGENÈSE

  • Écrit par Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  • 180 mots

  En 1972, l'Américain Paul Berg (1926-2023) et ses collaborateurs de l'université Stanford parviennent à insérer dans le génome de la bactérie Escherichia coli, rendue perméable par un traitement chimique à base de calcium, un fragment d'ADN du virus SV40. Ils...

• PREMIÈRES SOURIS TRANSGÉNIQUES

  • Écrit par Louis-Marie HOUDEBINE
  • 287 mots

  L'obtention des souris transgéniques en 1980 par John W. Gordon et Frank H. Ruddle n'a eu d'écho qu'auprès de spécialistes. Ces expériences démontraient en effet qu'il était possible de transférer des gènes étrangers par micro-injection directe dans un...

• PRÉPARATION DES ORGANITES CELLULAIRES - (repères chronologiques)

  • Écrit par Paul MAZLIAK
  • 351 mots

  1923 T. Svedberg (1884-1971) invente l'ultracentrifugation analytique, méthode permettant la détermination des masses moléculaires de protéines.

  1935 Construction des premières ultracentrifugeuses préparatives permettant le fractionnement et l'obtention de macromolécules...

• PROTOPLASTES

  • Écrit par Paul MAZLIAK
  • 849 mots

  On obtient expérimentalement des protoplastes au laboratoire à partir de cellules bactériennes ou végétales.

  On appelle protoplaste bactérien une cellule bactérienne (provenant d'une bactérie Gram+) libérée de sa paroi mucopolysaccharidique, généralement après hydrolyse puis...

• PUCES À ADN ET LABORATOIRES SUR PUCE

  • Écrit par Michel BELLIS, Claude VAUCHIER
  • 1 994 mots
  • 2 médias

  Les progrès techniques, en particulier la miniaturisation, ont permis le développement d'appareillages d'analyse performants pour les biologistes. Après la puce à ADN (appelée ainsi par analogie avec les circuits intégrés), mise au point au début des années 1990 et permettant...

• SÉQUENÇAGE D'ADN, en bref

  • Écrit par Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  • 153 mots

  Dès son entrée à l'université de Cambridge en 1940, le Britannique Frederick Sanger se passionne pour la structure des macromolécules. En 1955, il publie la première séquence protéique, celle de l'insuline, qui lui vaut le prix Nobel de chimie en 1958. Il se tourne ensuite...

• SÉQUENÇAGE HAUT DÉBIT DE L'ADN

  • Écrit par Véronique BLANQUET, Nathalie DUPRAT, Lionel FORESTIER
  • 4 982 mots
  • 8 médias

  La génomique, qui regroupe tout un ensemble d’analyses parmi lesquelles le séquençage de l’ADN, est une discipline de la biologie moderne dédiée à l’étude des génomes. Elle permet, à l’échelle d’un organisme, d’étudier la structure de ses gènes, leurs variations, leur fonctionnement,...

• SONDES MOLÉCULAIRES

  • Écrit par Didier LAVERGNE
  • 565 mots

  Molécules utilisées pour l'exploration des structures d'un être vivant ou pour l'identification des biomolécules qui en ont été extraites. Les sondes doivent être spécifiques. À cet égard, elles seront choisies soit parmi des acides nucléiques, mettant à profit le phénomène...

• STOC (Suivi temporel des oiseaux communs)

  • Écrit par Anne DOZIÈRES, Benoit FONTAINE
  • 1 731 mots
  • 3 médias

  Depuis 1989, le Suivi temporel des oiseaux communs (STOC) permet d’évaluer l’état de santé des populations d’oiseaux de France métropolitaine. Ce programme de sciences participatives repose sur l’implication d’ornithologues amateurs qui collaborent avec des scientifiques du Muséum national...

• TECHNIQUES DU GÉNIE GÉNÉTIQUE - (repères chronologiques)

  • Écrit par Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  • 445 mots

  1962 Découverte, par Werner Arber, des enzymes de restriction, enzymes bactériennes capables de couper l'ADN.

  1971 Première utilisation, par Daniel Nathans, des enzymes de restriction comme ciseaux moléculaires : découpage de l'ADN du virus SV40.

  1975 Mise au point,...

• TISSUS ANIMAUX

  • Écrit par Roger MARTOJA, Jean RACADOT
  • 6 374 mots

  Les caractéristiques de la vie, telles l'irritabilité, la motilité, les capacités de nutrition et de reproduction, se rencontrent aussi bien chez un Protozoaire, organisme unicellulaire autonome, que chez les organismes pluricellulaires (Métazoaires) les plus complexes. Dans le premier cas,...

• TISSUS VÉGÉTAUX

  • Écrit par Jean-Claude ROLAND
  • 3 371 mots
  • 8 médias

  Dans les organes des plantes, comme dans ceux des animaux, les cellules sont réparties en populations spécialisées, ou tissus. Il s'agit donc d'un ensemble fonctionnel qui réalise une division du travail physiologique.

  Du point de vue évolutif, les tissus végétaux authentiques – c'est-à-dire...

• ULTRACENTRIFUGATION

  • Écrit par Paul MAZLIAK
  • 173 mots

  Theodor Svedberg (1884-1971) étudia, à l'université d'Uppsala, en Suède, les suspensions colloïdales formées de micelles – fines particules solides – dispersées dans une phase liquide. Pour connaître la taille moyenne des micelles (comprise entre 5 et 100 mμm), il imagina de les faire sédimenter...

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