BIOLOGIELa biologie moléculaire

Deuxième période : génomique et génétique interventionniste

À partir de 1965-1970, de nombreux chercheurs estiment que l'étude du colibacille n'apportera plus grand-chose. Dans l'édition de 1968 de sa Biologie moléculaire du gène, Watson propose la biologie moléculaire des organismes supérieurs comme nouvelle frontière de la biologie.

Technologie du génie génétique et de l'ADN recombinant

Le virage vers « l'organisme supérieur » ne se révèle cependant productif qu'avec l'introduction des méthodes de la génétique moléculaire (ou génie génétique, ou manipulation génétique, selon les intentions), qui ne deviennent réellement efficaces qu'après 1980. On désigne ainsi un ensemble de manipulations in vitro de l'ADN mises au point à partir de 1975 en tirant partie des connaissances accumulées sur la génétique du colibacille, l'enzymologie des acides nucléiques, la biologie des virus et la chimie de l'ADN. La combinaison de la coupure de l'ADN génomique au niveau de séquences palindromiques par des enzymes dites de restriction (tabl. 2), l'isolement des fragments d'ADN ainsi obtenus, leur ligation à des mini-chromosomes bactériens (les plasmides) ou à des bactériophages comme le phage lambda, permettent le clonage de fragments d'ADN génomique (fig. 4). En se servant de la transcriptase inverse, enzyme isolée de cellules infectées par des rétrovirus, on peut copier l'ARNm en ADNc (« c » pour copie) puis cloner les ADNc dans des plasmides. On constitue des bibliothèques d'ADN génomique d'une espèce et d'ADNc de tel ou tel tissu sous forme de plasmides ou de phages recombinants. On peut ensuite en isoler le gène ou l'ADNc d'intérêt par diverses techniques. La culture du microbe qui le contient fournit des quantités pondérales d'un gène. Gènes et ADNc peuvent être placés dans des vecteurs d'expression et être traduits en la protéine pour laquelle ils codent dans le colibacille ou dans une cellule hôte. Ils peuvent être modifiés de manière précise par mutagénèse dirigée et les effets de ces mutations appréciés par les résultats de l'expression. D'autre part, la chimie et l'enzymologie de l'ADN permettent de déterminer la séquence nucléotidique de l'ADN, la procédure étant actuellement entièrement automatisée. On peut en déduire la séquence de protéines sans recours aux techniques lourdes de séquençage antérieures. On sait synthétiser des séquences d'ADN définies de plus en plus longues et maintenant d'ARN, ce qui permet nombre de développements techniques. Enfin, une technique majeure introduite en 1985, la polymerase chain reaction (PCR), permet l'amplification d'à peu près n'importe quelle séquence d'ADN à partir de quantités aussi faibles que l'ADN d'un spermatozoïde ou d'un blastomère (cf. biotechnologies, génomique). Finalement, on a appris à réintroduire un gène isolé et éventuellement modifié dans un organisme donné, à l'intégrer dans un chromosome, soit au hasard (transgènes), soit en un point précis (transgènes par recombinaison homologue), et à le transmettre à la descendance d'une plante ou d'un animal, créant ainsi un variant génétique stable dans l'espèce concernée.

Enzymes de restriction

Quelques enzymes de restriction utilisées en génie génétique. Les enzymes de restriction sont l'outil clé des expériences de recombinaison génétique in vitro, Ces endonucléases sont très spécifiques. Elles reconnaissent une courte séquence symétrique double brin de 4 à 6 paires de... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

Clonage d'un fragment de gène

Principe du clonage d'un fragment d'ADN. L'ADN chromosomique extrait d'une cellule est coupé en de multiples fragments par des enzymes de restriction. Des plasmides isolés de bactéries et contenant au minimum une séquence d'ADN (Ori) permettant leur multiplication dans une bactérie et un... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

Afficher

La notion d'organisme génétiquement modifié (O.G.M.) s'applique à tout organisme, animal, végétal, bactérie, virus dont le génome possède un gène nouveau ou modifié introduit délibérément par l'expérimentateur et propagé par multiplication de l'organisme modifié.

Les conditions de l'interventionnisme

On a donc appris, entre 1975 et 1985, à manipuler un gène comme n'importe quelle molécule, à déterminer sa séquence, la modifier, la réintroduire dans un organisme. Les protéines pour lesquelles ces gènes codent peuvent être produites en grandes quantités. L'ensemble de ces pratiques est désormais servi par une industrie biotechnologique spécifique qui a transformé ce qui était en 1980 une sorte d'artisanat sophistiqué, réservé à peu de laboratoires, en maniement simple d'un ensemble de kits, commerciaux, faciles d'emploi et accessibles à tous, ce qui explique leur diffusion à tous les domaines de la biologie et de la médecine et de ses applications. C'est la raison pour laquelle on ne parle plus guère de « biologie moléculaire » seule, mais de neurobiologie moléculaire, de virologie et de [...]

1  2  3  4  5 …
pour nos abonnés,
l’article se compose de 12 pages

Médias de l’article

James Dewey Watson
Crédits : A Jones/ Hulton Archive/ Getty Images

photographie

Hélices de Watson et Crick
Crédits : Encyclopædia Universalis France

diaporama

Linus Carl Pauling
Crédits : Central Press/ Hulton Archive/ Getty Images

photographie

Jacques Monod
Crédits : Keystone/ Getty Images

photographie

Afficher les 11 médias de l'article