BIOLOGIELa biologie moléculaire
Carte mentale
Élargissez votre recherche dans Universalis
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.
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
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
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
Écrit par :
- Gabriel GACHELIN : chercheur en histoire des sciences, université Paris-VII-Denis-Diderot, ancien chef de service à l'Institut Pasteur
Classification
Autres références
« BIOLOGIE » est également traité dans :
BIOLOGIE - L'être vivant
Le terme « biologie » (β́ιος, vie, et λ́ογος, science) désigne la science qui étudie les êtres vivants, la vie. Il est utilisé, pour la première fois par le médecin allemand Gottfried R. Treviranus (1776-1832), dans Biologie oder Philosophie der lebendenNatur (Biol […] Lire la suite
BIOLOGIE - La contruction de l'organisme
L'étude du développement embryonnaire des animaux métazoaires, organismes complexes constitués de milliards de cellules aux fonctions distinctes qui se différencient harmonieusement à partir de la cellule-œuf, a d'abord été l'objet d'une science descriptive, l'embryologie. Celle-ci fut qualifiée de « causale » lorsqu'elle chercha à comprendre les mécanis […] Lire la suite
BIOLOGIE - La maintenance de l'organisme
« C'est toujours la même lampe qui éclaire, pourtant ce n'est jamais la même flamme qui brûle puisque la flamme se nourrit d'un combustible sans cesse renouvelé. Ainsi l'homme : toujours un, toujours autre, puisqu'il est perpétuellement recréé par l'agrégation et la désagrégation des cinq khandas ou agrégats physiques et psychiques qui composent l'être » (Nagasena, disciple du Bouddha, […] Lire la suite
BIOLOGIE - Les pratiques interventionnelles
Depuis le dernier quart du xxe siècle, la biologie s'est dotée de nouveaux moyens techniques et de nouveaux protocoles expérimentaux qui lui donnent la possibilité d'intervenir sur les organismes vivants au niveau de leurs gènes : soit pour leur conférer de façon permanente et transmissible certaines propriétés physiologiques, métaboliques ou morpholo […] Lire la suite
BIOLOGIE - La bio-informatique
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 de recherche, avec les premiers pas de la génomique. Cette discipline prend en effet appui sur […] Lire la suite
BIOLOGIE, en bref
La prise de conscience de la réalité biologique, c'est-à-dire de ce qui caractérise le vivant par rapport à l'inanimé, remonte sans doute aux premières tentatives des Anciens pour définir et expliquer cette différence. On pense ici à la philosophie naturaliste d'Aristote, aux idées d'Hippocrate, puis de Galien. Leur conception de la vie s'inscrit le plus so […] Lire la suite
ADAPTATION - Adaptation biologique
En biologie comme en technologie, le concept d'adaptation sert généralement à comprendre la relation qui existe entre les structures et les fonctions qu'elles remplissent. Dire d'un organe ou d'un outil qu'il est bien adapté signifie qu'il est efficace, autrement dit que les caractères de l'objet sont bien appropriés au rôle qu'il peut jouer. […] Lire la suite
AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE
L' aérobiose est la vie en présence d'air, l'anaérobiose est la vie en absence d'air. En fait, c'est la présence ou l'absence d'oxygène qui importe : certains organismes, dits aérobies stricts, ne peuvent vivre qu'en présence d'oxygène ; d'autres, dits anaérobies stricts, sont tués en présence d'oxygène ; enfin les organismes aérobies ou anaérobies facultatifs vivent, selon des modalités différent […] Lire la suite
ANIMAUX MODES D'ALIMENTATION DES
La diversité des modalités alimentaires que l'on rencontre chez les animaux est bien illustrée par la coexistence de deux terminologies parallèles, l'une latine (-vore de vorare ) et l'autre grecque (-phage, de phagein ), qui définissent leurs comportements alimentaires. Un troisième suffixe, -trophe (du grec trophê , nourriture), a un sens plus général relatif à la nutrition et s'applique à l'en […] Lire la suite
ANIMAUX MODES DE REPRODUCTION DES
Tout être vivant tend à se conserver en tant qu'individu et à se perpétuer en tant que membre d'une espèce. Ces deux tendances reposent l'une et l'autre sur une faculté fondamentale de la matière vivante, la faculté de se reproduire. La reproduction a pu être définie par Buffon (1748) comme « cette propriété commune à l'animal et au végétal, cette puissance de produire son semblable, cette chaîne […] Lire la suite
Voir aussi
Pour citer l’article
Gabriel GACHELIN, « BIOLOGIE - La biologie moléculaire », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-biologie-moleculaire/