BIOLOGIE MOLÉCULAIRE
BIOLOGIE La biologie moléculaire
La biologie moléculaire n'est pas en elle-même une discipline, c'est une expression commode pour désigner la « molécularisation » de la biologie, autrement dit le rôle central de l'approche moléculariste dans l'étude de la vie. Chacun y met à peu près le même contenu : la traduction des phénomènes du vivant – et en particulier la transmission et l'expression des caractères héréditaires – en termes […] […] Lire la suite
ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)
Dans le chapitre « ADN, mémoire génétique universelle » : […] Le 25 avril 1953, l'Américain James D. Watson et le Britannique Francis H. C. Crick, récipiendaires, en 1962, avec le Britannique Maurice Wilkins du prix Nobel de physiologie ou médecine, proposaient, dans la célèbre revue scientifique anglaise Nature, une structure tridimensionnelle en forme de double hélice pour la molécule d'ADN (acide désoxyribonucléique), support de l'hérédité . Leur contri […] […] Lire la suite
ADN ET INFORMATION GÉNÉTIQUE
Jusqu'en 1944, on ignorait quelle pouvait être la nature chimique de la molécule présente dans les chromosomes et porteuse de l'information génétique. Alors que la plupart des chercheurs pensaient qu'il s'agissait de protéines, deux publications viennent montrer, en 1944, qu'il s'agit de l'ADN, l'acide désoxyribonucléique. La première, théorique, est celle du physicien allemand Erwin Schrödinger ( […] […] Lire la suite
ALTMAN SYDNEY (1939-2022)
Biochimiste américain d'origine canadienne né à Montréal. Après des études de physique au Massachusetts Institute of Technology (M.I.T.) à Cambridge, et une année à l'université Columbia à New York, Sydney Altman effectue, à l'université de Boulder (Colorado) des recherches sur le mécanisme de la mutagenèse induite par l'acridine et ses dérivés, thème qui va constituer le sujet de sa thèse de doct […] […] Lire la suite
ARBER WERNER (1929- )
Biophysicien suisse converti à la génétique, né le 3 juin 1929 à Graenichen (Argovie). Il obtient en 1978 le prix Nobel de physiologie ou médecine avec les Américains Daniel Nathans et Hamilton O. Smith, pour la découverte des enzymes de restriction et l'utilisation de ces enzymes en génétique moléculaire. Responsable de la microscopie électronique au laboratoire de biophysique de l'université de […] […] Lire la suite
ARN (acide ribonucléique) ou RNA (ribonucleic acid)
Faut-il voir dans une molécule biologique omniprésente dans toute structure cellulaire des êtres vivants, l'ARN (acide ribonucléique), la première étape de l'histoire de la vie ? Les ARN contemporains sont-ils les fossiles d'anciennes molécules ? Les voies métaboliques primordiales ont-elles été guidées par de petits ARN ? La biologie moléculaire, en mettant en évidence l'extraordinaire diversité […] […] Lire la suite
AUTOASSEMBLAGE VIRAL
Les virus les plus simples sont généralement constitués par une molécule d'acide nucléique protégée par des sous-unités protéiques. La particule virale ainsi constituée est dite nucléocapside . Les sous-unités qui composent la capside protéique peuvent s'arranger autour de l'acide nucléique selon une symétrie cubique ou hélicoïdale. Il arrive que les divers éléments d'une même particule virale (ou […] […] Lire la suite
BACTÉRIES
Dans le chapitre « Variations, mutations et recombinaisons génétiques » : […] Bien que les techniques de culture de clones isolés de bactéries aient permis d'étudier des souches pures et de différencier ainsi des espèces pourtant morphologiquement semblables dans un même écosystème, ces mêmes techniques de culture montrent qu'au sein d'une population théoriquement homogène descendant d'une seule bactérie parentale, apparaissent des changements définitifs ( mutations) ou de […] […] Lire la suite
BACTÉRIOLOGIE
Dans le chapitre « Le diagnostic bactériologique moléculaire » : […] Le développement des techniques d'analyse des acides nucléiques (ADN ou ARN) a permis de mettre au point de nouvelles méthodes de détection directe de micro-organismes. Elles sont extrêmement sensibles et spécifiques, et servent à définir des marqueurs épidémiologiques précis permettant de tracer l'agent infectieux dans une épidémie. Ces techniques moléculaires sont particulièrement adaptées au d […] […] Lire la suite
BACTÉRIOPHAGES ou PHAGES
Dans le chapitre « Relations virus-bactéries » : […] Le domaine de la bactériophagie s'étend aux espèces bactériennes les plus diverses : Gram + , Gram - , acido-résistantes, sporulées ou non sporulées, aérobies ou non aérobies, saprophytes ou pathogènes. Les bactériophages les plus anciennement connus sont ceux des staphylocoques et des bacilles dysentériques ; les plus récemment découverts agissent sur les Brucella , le bacille diphtérique, le bac […] […] Lire la suite
BALTIMORE DAVID (1938- )
Le biologiste américain David Baltimore est né le 7 mars 1938 à New York dans une famille juive – son père est fidèle à la doctrine orthodoxe et sa mère est athée, contradiction qu’il réglera en abandonnant toute pratique après sa bar-mitzvah. Il effectue ses études de premier cycle de chimie au collège de Swarthmore, en Pennsylvanie (Bachelor of Arts en 1960). Il s’oriente vers la biologie lors […] […] Lire la suite
BEADLE GEORGE WELLS (1903-1989)
Après avoir obtenu son doctorat de génétique, en 1931, à l'université Cornell d'Ithaca (N.Y.), Beadle entra au laboratoire de Thomas Hunt Morgan au California Institute of Technology, où il effectua de nouveaux travaux sur la drosophile, Drosophila melanogaster , devenue, grâce à Morgan, l'un des matériels les plus prometteurs pour la recherche en génétique. Beadle comprit que les gènes, points di […] […] Lire la suite
BERG PAUL (1926- )
Biologiste moléculaire américain né à New York. Paul Berg obtient en 1952 un doctorat en biochimie à la Western Reserve University (aujourd'hui, Case Western University) à Cleveland (Ohio). Il effectue ensuite un stage à l'institut de cytophysiologie à Copenhague, et un autre dans le département de microbiologie de l'université de Washington à Saint Louis ; il y restera, comme assistant puis comme […] […] Lire la suite
BIOCHIMIE
Dans le chapitre « Biologie moléculaire » : […] La biologie moléculaire est, parmi toutes les branches de la biochimie, celle dont l'expansion est actuellement la plus rapide. Elle s'identifie à l'ensemble des réactions qui permettent l'expression et la transmission du message génétique. C'est donc la biochimie de l' ADN, qui est le vecteur de l'information génétique. L'ADN est connu depuis 1869, mais ce n'est qu'en 1944 qu'Avery, Mac Leod et […] […] 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 souvent dans une dimension métaphysique ou […] […] Lire la suite
BIOLOGIE La bio-informatique
Dans le chapitre « Définition et enjeux de la discipline » : […] La bio-informatique est une discipline émergente de la recherche qui se place à l'interface de la biologie et de l'informatique. Il y a différentes façons de la définir. Il est possible de classer les bio-informaticiens qui la pratiquent en trois groupes (Victor Jongeneel, 2000). Les premiers se définissent comme pratiquant une branche fondamentale de la biologie capable de prédire, par des moyens […] […] Lire la suite
BIOLOGIE La contruction de l'organisme
Dans le chapitre « Les gènes de développement » : […] Ces gènes ont été découverts chez la drosophile grâce aux mutations du développement, apparues spontanément ou plus souvent induites par des mutagènes, qui ont été décrites chez cet Insecte. Le généticien américain Edward B. Lewis a posé les bases de ces recherches en analysant les mutations homéotiques qui entraînent la substitution de certaines parties du corps par d'autres. La mutation du gène […] […] Lire la suite
BIOLOGIE Les pratiques interventionnelles
Dans le chapitre « Transgenèse » : […] Il y a des siècles que l'homme s'efforce de modifier, par croisements et sélections, les propriétés des plantes et des animaux afin d'obtenir de nouvelles variétés. Les premières tentatives scientifiques – à tout le moins fondées sur une connaissance précise des gènes – en vue de modifier directement et de façon stable certains caractères des espèces existantes en leur transférant des gènes proven […] […] Lire la suite
BIOLOGISME
Dans le chapitre « Quelques repères historiques » : […] Les xviii e et xix e siècles se caractérisent par un essor de la pensée scientifique, certaines sciences telles que la médecine et les sciences naturelles connaissent un grand dynamisme. À une époque où les explications rationnelles sont préférées aux préceptes religieux, ces sciences incarnent la modernité et acquièrent une incontestable autorité. Certaines notions « scientifiques » circulent, […] […] Lire la suite
BIOTECHNOLOGIES
Dans le chapitre « L'essor des biotechnologies » : […] Trois bouleversements sont à l'origine de l'essor des biotechnologies modernes : le développement d'outils moléculaires très performants ; l'explosion des connaissances dans le domaine de la génétique ; et, enfin, l'accumulation de données biologiques issues des vastes programmes internationaux de séquençage des génomes (génomique) . Les outils moléculaires du génie génétique (enzymes de restric […] […] Lire la suite
BRAGG sir WILLIAM HENRY (1862-1942) & sir WILLIAM LAWRENCE (1890-1971)
Dans le chapitre « William Lawrence Bragg au Cavendish Laboratory » : […] En tant que directeur du Cavendish Laboratory, William Lawrence Bragg restructure les équipes de recherche avec une gestion moins centralisée, quelque peu au détriment de la physique nucléaire développée par son prédécesseur. William Lawrence Bragg encourage dès 1938 le travail de Max Ferdinand Perutz (1914-2002) sur la structure de l’hémoglobine, d’une complexité sans commune mesure avec ce qui […] […] Lire la suite
CAIRNS JOHN (1922-2018)
John Cairns est un biologiste anglais. Il naît le 21 novembre 1922 à Oxford, ville où il obtient en 1952 son doctorat en médecine. Il étudie pendant plusieurs années en Australie la multiplication du virus de l'influenza et du virus de la vaccine. En 1957, Cairns a l'occasion de travailler quelque temps au Caltech (California Institute of Technology), aux États-Unis, dans un univers qu'il qualifie […] […] Lire la suite
CARYOTYPE HUMAIN
Dans le chapitre « Les nouveaux syndromes chromosomiques » : […] L'avènement des techniques de microcytogénétique, c'est-à-dire la déspiralisation des chromosomes, a permis de rattacher un certain nombre de syndromes bien individualisés sporadiques ou familiaux à des microremaniements chromosomiques spécifiques . Parmi ces entités reconnaissables cliniquement, on peut retenir deux exemples particulièrement intéressants, le syndrome de Prader-Willi et le syndr […] […] Lire la suite
CECH THOMAS ROBERT (1947- )
Biochimiste américain né le 8 décembre 1947 à Chicago. À partir de 1970, Thomas Robert Cech entreprend des études de chimie, de biochimie et de biophysique à l'université de Berkeley (Californie) pour préparer un doctorat, qu'il obtient en 1975. Après trois années de stage postdoctoral au Massachusetts Institute of Technology (M.I.T., Cambridge), il obtient son premier poste universitaire en 1978 […] […] Lire la suite
CELLULE L'organisation
Dans le chapitre « L'information génétique » : […] Toutes les structures et toutes les activités des cellules sont définies par un programme qui correspond à des informations portées par les molécules d' ADN double brin : molécules d'ADN des chromosomes, plasmides, ADNmt, ADNct. Les unités d'information sont les gènes, segments d'ADN dont la séquence des désoxyribonucléotides code pour une molécule d'ARN qui va permettre la biosynthèse des prot […] […] Lire la suite
CLADISTIQUE
Dans le chapitre « Cladistique et informatique » : […] La cladistique a vite utilisé l'informatique. En effet, analyser de façon simultanée une multitude de caractères pour de nombreuses espèces, afin de construire l'arbre phylogénétique, est au-delà des capacités de l'esprit humain. Il est parfois difficile de faire ressortir la solution qui rend compte au mieux des partages de caractères dérivés considérés comme des synapomorphies. Par exemple, pou […] […] Lire la suite
CLASSIFICATION DU VIVANT
Dans le chapitre « Face aux défis phylogénétiques » : […] Aujourd'hui, les arbres construits à partir des caractères moléculaires sont majoritairement construits par les méthodes probabilistes qui, selon l'algorithme utilisé, sont dites de « maximum de vraisemblance » ou « bayesiennes ». Pourquoi de telles méthodes propres aux caractères moléculaires ? Il est vite apparu que les substitutions multiples affectant des régions données (sites) de tel ou te […] […] Lire la suite
CODE GÉNÉTIQUE
On a coutume de remarquer l'extraordinaire variété du vivant, et d'oublier ce qui est commun à tout ce qui vit. D'abord, l'atome de vie, la cellule. Ensuite, un mécanisme incroyablement simple de transmission de l'hérédité, la réplication, qui passe par la reproduction à l'identique d'une molécule, l'ADN – à un inévitable taux d'erreur près, dû à la nature physique des objets en cause. L'ADN (po […] […] Lire la suite
COMMUNICATION CELLULAIRE
Dans le chapitre « Les grands mécanismes de la communication entre cellules » : […] Les communications intercellulaires peuvent s’établir via trois mécanismes moléculaires différents : des ponts cytoplasmiques permettant le passage passif de molécules hydrophiles d’une cellule à une autre ; des interactions entre protéines membranaires de cellules attenantes ; des molécules messagères (médiateurs) à destination de cellules cibles plus ou moins lointaines dans l’organisme. […] […] Lire la suite
CORONAVIRUS
Dans le chapitre « Biologie moléculaire des coronavirus » : […] Le matériel génétique des coronavirus est constitué d’un ARN (acide ribonucléique) de polarité positive (donc traduisible en protéines immédiatement, comme un ARN messager), d’assez grande taille, de 27 à 32 kilobases. Cet ARN est attaché à des protéines et l’ensemble forme une nucléocapside. Le virus est enveloppé par une membrane issue d’une membrane intracellulaire. La comparaison des séquence […] […] Lire la suite
CRICK FRANCIS HARRY COMPTON (1916-2004)
Biophysicien britannique qui a reçu, en 1962, avec James D. Watson et Maurice H. F. Wilkins, le prix Nobel de physiologie ou médecine. Né le 8 juin 1916 à Northampton en Grande-Bretagne, Crick étudie la physique dès 1937 à l'University College de Londres. Mais la guerre interrompt ses travaux et lui offre son premier emploi à l'Amirauté où il travaille sur la conception de mines magnétiques. La f […] […] Lire la suite
DÉCRYPTAGE DU CODE GÉNÉTIQUE
Au début des années 1960, l'Américain Marshall W. Nirenberg découvre que l'addition d'un acide ribonucléique messager (ARNm) constitué uniquement d'uridine (U, un des quatre nucléotides) à un extrait bactérien suffit à déclencher la synthèse d'une protéine composée uniquement de phénylalanine. Tout se passe donc comme si la suite de trois nucléotides (appelée codon) UUU codait pour la phénylalani […] […] Lire la suite
DÉVELOPPEMENT (biologie) Le développement animal
Dans le chapitre « Les modalités du développement animal » : […] Chaque animal est composé de millions de cellules de types différents. La présence de protéines spécifiques donne à chaque cellule ses propriétés. Par exemple, les cellules musculaires renferment de la myosine, alors que les cellules de la peau contiennent de la kératine. Pourtant, chaque organisme est construit à partir d'une seule cellule, l'œuf fécondé. Cette cellule contient toute l'informati […] […] Lire la suite
DIAGNOSTIC VIROLOGIQUE
Dans le chapitre « Rechercher les génomes viraux par biologie moléculaire » : […] Chaque virus possède un matériel génétique, ADN ou ARN selon le cas, qui lui est caractéristique. Ce matériel évolue et peut aboutir à la production de nouvelles souches virales ou à des variants (versions modifiées du virus initial). La détection et l’étude des génomes viraux, centrales dans l’identification d’un virus, s’effectuent à l’aide de techniques de virologie moléculaire. […] […] Lire la suite
DULBECCO RENATO (1914-2012)
Virologue italien, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1975 (conjointement à ses élèves Howard M. Temin et David Baltimore) pour la découverte des interactions entre les virus oncogènes et le matériel génétique des cellules. Renato Dulbecco est né le 22 février 1914 à Catanzaro en Italie. Il obtient sa maîtrise en 1936, à l'université de Turin, et demeure plusieurs années membre de cette facu […] […] Lire la suite
ÉDITION DES GÉNOMES
Depuis le milieu des années 2010, il est devenu facile de modifier délibérément et précisément, au nucléotide près, telle ou telle région de l’ADN de n’importe quel organisme vivant. Cette technique appelée « édition du génome » (traduction ambiguë mais courante de genome editing ) est une authentique révolution en génétique et, de manière plus générale, en biologie car, rêve ou cauchemar, elle p […] […] Lire la suite
ÉDITION DU GÉNOME HUMAIN
Depuis l’achèvement en 2004 du projet Génome humain, entrepris au début des années 1990, dont l’objectif était de procéder à la première lecture intégrale des trois milliards de bases que contient l’ADN humain, les avancées de la génétique sont fulgurantes. Outre le séquençage du génome, qui se réalise désormais à « très haut débit » et qui tend à se banaliser pour les parties codantes de l’ADN, […] […] Lire la suite
E.M.B.L. (European Molecular Biology Laboratory) ou LABORATOIRE EUROPÉEN DE BIOLOGIE MOLÉCULAIRE
En 1963, alors que la biologie moderne de l'époque s'était clairement orientée vers une approche largement fondée sur l'étude des mécanismes qui président à l'expression des gènes (approche que l'on résume sous le nom de biologie moléculaire), un groupe de scientifiques européens se réunirent à Ravello en Italie à l'initiative des Britanniques John C. Kendrew et Conrad H. Waddington, pour discute […] […] Lire la suite
ENCÉPHALOPATHIES SPONGIFORMES
Dans le chapitre « Propriétés des ATNC » : […] Les modèles animaux, chez les rongeurs, ont permis l'étude des propriétés biologiques et de la nature des ATNC. Ainsi, la taille des ATNC a pu être estimée à 15 à 40 nm. Leur spectre d'inactivation physico-chimique est très particulier : leur résistance à la chaleur est exceptionnelle (par exemple, vingt-quatre heures d'exposition à une température de 100 0 C n'inactivent pas totalement une dose […] […] Lire la suite
ENCODE PROJET
Le projet Encode ( Encyclopedia of DNA elements ) a été lancé en 2003. Son but était de rechercher tous les éléments fonctionnels présents dans l'ADN du génome humain. La première synthèse de ce travail gigantesque, qui a impliqué plusieurs dizaines de laboratoires et quelques centaines de chercheurs, a été publiée dans la revue Nature (qui héberge le site Web du projet) le 5 septembre 2012. La c […] […] Lire la suite
ENZYMES Cinétique enzymatique
Dans le chapitre « Que signifient ces valeurs ? » : […] D'après l'équation de Michaelis-Menten, v max est la valeur que prend la vitesse initiale lorsque la concentration en substrat est très supérieure à K M ; dans ces conditions, on dit que l'enzyme est « saturée » par le substrat. On appelle k cat = v max /[E] tot la constante catalytique, qui correspond à la vitesse de transformation du complexe enzyme-substrat. Cette constante de vitesse d’o […] […] Lire la suite
ENZYMES Cofacteurs de l'activité enzymatique
Dans de nombreux cas, l'activité d'une enzyme exige la présence de molécules de faible poids moléculaire appelées cofacteurs et coenzymes de la réaction enzymatique, selon le cas. En leur absence, l'enzyme est inactive. Le terme cofacteur, ou coenzyme, a ainsi un contenu assez imprécis, pour ne pas dire quelque peu fourre-tout. La frontière est en effet assez floue entre des molécules ubiquitair […] […] Lire la suite
ENZYMES Dénomination et classification
Les enzymes sont des protéines catalytiques qui fonctionnent comme les « machines-outils » du métabolisme cellulaire. Le nombre d'enzymes différentes varie selon les organismes ; il en existe chez l'homme environ 15 000. Certaines enzymes sont présentes dans toutes les cellules : ce sont celles qui assurent les fonctions de base du métabolisme cellulaire. D'autres sont regroupées en ensembles car […] […] Lire la suite
ENZYMES DE RESTRICTION
Comment les bactéries, dépourvues de système immunitaire, se défendent-elles contre les virus (appelés aussi phages) qui les infectent ? C'est le Suisse Werner Arber (né en 1929), qui apporte le premier la réponse à cette question. En 1962, il découvre que des enzymes bactériennes sont capables de couper l'ADN du phage au niveau de zones bien déterminées (différentes en fonction des enzymes), app […] […] Lire la suite
ENZYMES Histoire de la notion
Dans le chapitre « La relation structure-fonction au cœur de l’activité enzymatique » : […] Cependant, ces études cinétiques informent peu sur ce qui se passe à l’intérieur du site actif. En fait, le mécanisme de l’activité enzymatique ne peut être compris qu’au travers de la structure de la molécule-enzyme et de ses interactions avec le substrat et le milieu. Ainsi, la destruction de la structure des protéines par la chaleur et divers agents chimiques, opération très simple, détruit l […] […] Lire la suite
ÉPIDÉMIES ET PANDÉMIES
Dans le chapitre « L’étude des maladies infectieuses » : […] Ce constat est renforcé par le fait que les années 1980 voient la popularisation des techniques de la biologie moléculaire et leur application aux maladies virales. Ces progrès techniques et scientifiques n’auront de cesse de se renforcer au fil des années, et ce qui constituait autrefois une expertise délicate – ainsi le diagnostic virologique – devient plus aisé et plus rapide : s’il avait fall […] […] Lire la suite
ÉPIGÉNÉTIQUE
Le terme « épigénétique » est utilisé en 1942 par le généticien Conrad Hal Waddington pour définir ce qui est littéralement « au-dessus de la génétique ». La génétique, selon la définition qu’en a donnée William Bateson en 1905, est quant à elle la science de la transmission héréditaire des caractères. Son développement autre que formel, comme la cartographie des gènes sur les chromosomes, a long […] […] Lire la suite
ÉPIGÉNÉTIQUE ET THÉORIE DE L'ÉVOLUTION
Dans le chapitre « Pluralité du concept d’épigénétique » : […] L’épigénétique est, depuis la fin des années 1990, un domaine de recherche florissant impliqué dans l’étude de phénomènes biologiques divers tels que la différenciation cellulaire et le développement, le métabolisme, les mécanismes d’hérédité, l’évolution, les rapports hôtes-pathogènes, le cancer et d’autres maladies comme le diabète ou des maladies neurodégénératives. Cependant, le terme « épigé […] […] Lire la suite
EUROPEAN XFEL (laser européen à électrons libres et à rayons X)
Le laser européen à électrons libres et à rayons X de quatrième génération, construit à Hambourg en Allemagne, a été inauguré le 1 er septembre 2017 après une mise en service préliminaire en mai 2017. Cet accélérateur linéaire est à ce jour la source de rayons X monochromatiques la plus intense du monde, capable de produire environ deux cents fois plus de flashes de rayons X par seconde (27 000 […] […] Lire la suite
ÉVOLUTION
Dans le chapitre « Le maintien du polymorphisme et la théorie neutraliste » : […] Du coté de la biologie moléculaire, une première difficulté pour la synthèse est intervenue dès 1966 avec la découverte par Lewontin et Hubby de l'importance quantitative énorme du polymorphisme génétique naturel. Des raffinements apportés aux modèles de la génétique des populations ont permis de concilier ces données et l'action de la sélection naturelle. Puis, la théorie neutraliste de l'évolut […] […] Lire la suite
FRANKLIN ROSALIND ELSIE (1920-1958)
Scientifique britannique née à Londres le 25 juillet 1920 et décédée le 16 avril 1958 en cette même ville. La courte carrière scientifique de Rosalind Franklin ne se lit pas seulement dans sa remarquable contribution à l'application d'une technique physique – la diffraction des rayons X – pour la détermination de la structure de molécules mal cristallisables (comme celles du charbon, de l'ADN, des […] […] Lire la suite
GÈNES, biologie
Dans le chapitre « Du gène à l'ADN chromosomique » : […] Qu'est ce qu'un gène aujourd'hui ? Il n'y a pas deux spécialistes pour donner la même réponse à cette question. Selon l'une des définitions initiales, le gène est une vue de l'esprit, une abstraction représentant le caractère héréditaire. Ainsi, le caractère « ridé » du pois est représenté par le gène « ridé ». Tout comme les nombres, qui sont une représentation conventionnelle permettant de faire […] […] Lire la suite
GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « L'information génétique » : […] La reconnaissance de la localisation chromosomique des gènes fut une première étape pour concrétiser des objets qui, au début, n'eurent guère plus de réalité que la fameuse vertu dormitive. Il fallut attendre la décennie qui s'étendit de 1950 à 1960 pour que fût franchie la seconde étape : les gènes sont des segments de molécules d'acide désoxyribonucléique, et leur activité dans la cellule consis […] […] Lire la suite
GÉNOMIQUE Génome artificiel
Dans le chapitre « La synthèse chimique de petits fragments d'ADN » : […] Le support matériel de l'hérédité de tous les organismes vivants est un acide nucléique, l'ADN (acide désoxyribonucléique) dans le cas le plus général. Les gènes, alignés le long de la molécule d'ADN des chromosomes, sont des séquences issues de l'assemblage de quatre bases azotées : l'adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) et la thymine (T). L'ordre dans lequel ces bases (on parle plus vol […] […] Lire la suite
GÉNOMIQUE Les fusions cellulaires
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 humaine. En 1960, Georges Barski et ses collaborateurs à l'institut Gustave-Roussy de Villejuif ont obtenu, dans […] […] Lire la suite
GÉNOMIQUE Théorie et applications
Avec la fin du xx e siècle, le génie génétique est entré dans sa maturité. Les techniques de base, définies dans le courant des années 1960, se sont perfectionnées, simplifiées et en partie automatisées. Les plus importantes sont : le clonage de gènes, l'amplification de gènes (PCR, pour Polymerase Chain Reaction), la détermination de la séquence des bases (nucléotides) des gènes, la synthèse ch […] […] Lire la suite
GÉNOTYPE / PHÉNOTYPE, notion de
Dans le chapitre « Le génotype à l'origine du phénotype ? » : […] Cette distinction était rendue nécessaire par la volonté de comprendre comment le patrimoine génétique était utilisé pour le développement de l'organisme. À l'origine, le phénotype était une notion statistique : il représentait le type moyen d'un caractère au sein d'une population d'individus partageant le même génotype. Pendant la première moitié du xx e siècle, on chercha à découvrir la nature […] […] Lire la suite
GILBERT WALTER (1932- )
Biologiste moléculaire américain né à Boston le 21 mars 1932. Après des études de chimie et de physique à Harvard, Walter Gilbert soutient, en 1957, à l'université de Cambridge (Grande-Bretagne), un doctorat de physique mathématique préparé sous la direction de Abdus Salam (Prix Nobel de physique 1979). De retour aux États-Unis, il travaille avec Julian Seymour Schwinger (Prix Nobel de physique 19 […] […] Lire la suite
GOSLING RAYMOND (1926-2015)
Le biophysicien britannique Raymond G. Gosling fut le cinquième personnage dans la découverte de la double hélice de l’ADN en 1953. Étudiant en thèse de physique à l’époque au King’s College de Londres, on lui doit les photographies de diffraction des rayons X par des fibres d’ADN qui permirent à Francis Crick et James Watson, et à Maurice Wilkins, un peu à l’écart, de déterminer la structure en […] […] Lire la suite
GROS FRANÇOIS (1925-2022)
Né en 1925, le biologiste français François Gros entama en 1945, chez Michel Macheboeuf à l’Institut Pasteur, une thèse de biochimie sur les antibiotiques qui venaient d’être découverts. Il appartient à la lignée des biochimistes, plus qu’à celle des généticiens. Il est avant tout intéressé par les mécanismes moléculaires du vivant. Il entre au CNRS, où il fera carrière jusqu’à son élection au […] […] Lire la suite
GRUNBERG-MANAGO MARIANNE (1921-2013)
Biologiste française, Marianne Grunberg-Manago est née le 6 janvier 1921 à Petrograd (aujourd'hui Saint-Pétersbourg), quelques années après la révolution d'octobre. Alors qu'elle n'a que neuf mois, sa famille quitte le pays natal, devenu pour certains un foyer d'insécurité, et vient s'établir d’abord à Nice puis à Paris. En 1943, elle obtient une licence en sciences naturelles à Paris et devient […] […] Lire la suite
GYMNOSPERMES
Dans le chapitre « Classification et phylogénie » : […] Contrairement aux Angiospermes, il n’existe actuellement pas de consensus ni sur les relations de parenté (phylogénie) des Gymnospermes, ni sur leur classification. La question des relations entre les grands groupes de Gymnospermes alimente en effet l’un des débats les plus animés en phylogénie des plantes. Pour comprendre cette polémique, il faut savoir qu’une hypothèse a longtemps prévalu, soute […] […] Lire la suite
HÉLÈNE CLAUDE (1938-2003)
Biologiste français, Claude Hélène a été un acteur majeur du développement de la biologie moléculaire. Son œuvre a contribué à la compréhension des mécanismes du vivant par l'analyse des interactions moléculaires entre les acides nucléiques et les protéines, et la mise au point d'outils pour l'inactivation ciblée des gènes. Ses travaux ont ouvert la voie à un courant scientifique dont découlent no […] […] Lire la suite
HÉMATOLOGIE
Dans le chapitre « Naissance de la pathologie moléculaire » : […] On a longtemps cru que les globules rouges ne contenaient qu'une seule hémoglobine. Mais les recherches modernes ont montré la pluralité de cette substance. De très graves anémies héréditaires, raciales ou familiales, qui atteignent des millions d'hommes en Afrique, en Asie, en Amérique, en Europe méditerranéenne sont dues à la présence d'hémoglobines anormales. Dans la structure de chaque hémogl […] […] Lire la suite
HÉRÉDITÉ
Dans le chapitre « Établissement et maintien de l'empreinte » : […] « La nature même de l'empreinte génomique, le moment exact de son établissement et de son effacement, la manière dont elle influe sur l'expression des gènes, voici quelques questions qui restent ouvertes », était-il mentionné en 1989, par Charles Babinet, dans une première version de l'article « Empreinte génomique ». Il est maintenant possible de répondre à la plupart de ces questions mais la pre […] […] Lire la suite
HISTOIRE DE LA CLADISTIQUE (repères chronologiques)
1950 L'entomologiste allemand Willi Hennig (1913-1976) publie Grundzüge einer Theorie der Phylogenetischen Systematik , ouvrage dans lequel il propose une nouvelle méthode de reconstruction des relations de parenté entre les espèces fondée exclusivement sur les états apomorphes (évolués ou particuliers) des caractères (surtout morphologiques), ainsi qu'une classification hiérarchique qui reflète […] […] Lire la suite
HISTOLOGIE
Dans le chapitre « Les trois révolutions de l'histologie » : […] La première révolution, celle qui a véritablement été à l'origine de l'histologie est double : scientifique et technique. L'histologie, en tant que science, s'est en effet constituée, au milieu du xix e siècle, à partir de la conjonction de l'avènement d'une théorie scientifique qui révolutionnait la biologie, la théorie cellulaire (avec Schleiden et Schwann, 1837, 1838, puis Virchow, 1859) et d […] […] Lire la suite
HOLLEY ROBERT (1922-1993)
Chimiste américain diplômé de l'université Cornell, New York (1947), Robert W. Holley oriente ses travaux vers des sujets plus biologiques. Nommé professeur associé de chimie (1950-1957) puis professeur en titre de biochimie et biologie moléculaire (1964), il intègre ensuite l'Institut Salk à New York. Les travaux de Holley ont contribué à la compréhension des mécanismes de la biosynthèse des prot […] […] Lire la suite
HOMINIDÉS
Dans le chapitre « Hommes de Néandertal et Hommes modernes » : […] En fait, l'Europe représente la seule région géographique où il est possible de mettre en évidence le remplacement d'une population humaine par une autre. En Europe occidentale, les Homo sapiens primitifs ont évolué, depuis 400 000 ans environ, vers les Hommes de Néandertal dont la répartition est clairement liée à l'extension de la calotte glaciaire. Ces derniers seront remplacés, petit à petit […] […] Lire la suite
HORLOGES BIOLOGIQUES
Dans le chapitre « Les protéines period et timeless de la drosophile » : […] Le mécanisme général des horloges circadiennes a d'abord été mis en évidence chez la drosophile. Certaines mutations du gène period ( perS ) raccourcissent la période des rythmes comportementaux d'éclosion et d'activité locomotrice de l'animal (environ 20 heures au lieu des 24 heures du type sauvage). L'expression du gène period est elle-même régulée de façon circadienne, car des oscillations des […] […] Lire la suite
IMMUNITÉ, biologie
Dans le chapitre « Différenciation des lymphocytes T » : […] À partir du pool des cellules souches hématopoïétiques, des cellules pré-T migrent vers le thymus, où elles se multiplient, tandis que s'effectue leur différenciation au contact des cellules réticuloépithéliales. La maturation se fait progressivement depuis la périphérie de l'organe, ou corticale, vers le centre, ou médullaire. Une petite partie des cellules nées par division dans le thymus achèv […] […] Lire la suite
INFORMATION GÉNÉTIQUE
Les découvertes de la biologie moléculaire depuis les années 1950 survenues en même temps que l'essor des sciences et techniques de l'information, ont introduit en biologie la notion d' information . Deux des propriétés du vivant qui semblaient les plus mystérieuses et les plus irréductibles avaient été expliquées par des phénomènes physico-chimiques d'interactions moléculaires. La découverte de […] […] Lire la suite
INTÉGRON
Les intégrons constituent un système de capture et d'expression de gènes sous forme de cassettes. Celles-ci constituent des éléments mobiles capables d'être intégrés ou excisés dans un intégron par un mécanisme de recombinaison, spécifique de site, catalysé par une intégrase. Un intégron se compose d'un gène intI codant pour une intégrase et d'un site spécifique de recombinaison attI . Chaque cas […] […] Lire la suite
JACOB FRANÇOIS (1920-2013)
Lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine en 1965, le Français François Jacob fut une figure majeure de la génétique et de la biologie moléculaire. François Jacob naît le 17 juin 1920 à Nancy. En 1940, alors qu’il a entamé des études de médecine à Paris, il n’accepte pas la capitulation française et intègre les Forces françaises libres. Il participe aux campagnes d'Afrique et de France au […] […] Lire la suite
JUMEAUX (psychologie)
On attribue souvent à sir Francis Galton (1822-1911) la paternité de la « méthode des jumeaux », méthode qui consiste à comparer les jumeaux monozygotes (MZ), issus de la fécondation d’un seul ovule par un seul spermatozoïde, à des jumeaux dizygotes (DZ), issus chacun de la fécondation d’un ovule par un spermatozoïde. À ceci près que, à l’époque, la classification des jumeaux ne se faisait pas pa […] […] Lire la suite
KAHN AXEL (1944-2021)
Médecin généticien, philosophe, homme de dialogue et de communication, Axel Kahn, né le 5 septembre 1944, est connu du grand public pour l'avoir entraîné, avec enthousiasme, conviction et clarté, dans une réflexion éthique imposée par les considérables progrès techniques qui ont abouti aux grandes découvertes scientifiques de la fin du xx e siècle et du début du xxi e siècle. Dans son livre La […] […] Lire la suite
KHORANA HAR GOBIND (1922-2011)
Biochimiste américain d'origine indienne né le 9 janvier 1922, à Raipur (un village du Pendjab, aujourd'hui au Pakistan, où son père était employé à la collecte des taxes), Har Gobind Khorana étudie la chimie organique à l'université du Pendjab (Lahore), puis part en 1945 pour le Royaume-Uni préparer un doctorat à l'université de Liverpool qu’il soutient quatre ans plus tard. Il échoue à trouver […] […] Lire la suite
KORNBERG ROGER D. (1947- )
Le biochimiste américain Roger D. Kornberg reçut en 2006 le prix Nobel de chimie pour ses recherches sur la transcription eucaryote au niveau moléculaire. Né en 1947 à Saint Louis (Missouri), Roger David Kornberg étudie la chimie à l'université Harvard, où il obtient une licence en 1967, puis à Stanford, où il passe un doctorat en 1972. Il enseigne à l'école de médecine de Harvard de 1976 à 1978 a […] […] Lire la suite
LA LOGIQUE DU VIVANT (F. Jacob) Fiche de lecture
En 1970, François Jacob, lauréat du prix Nobel de physiologie ou médecine en 1965 avec André Lwoff et Jacques Monod pour leur découverte de mécanismes de contrôle de l’expression des gènes, publie La Logique du vivant . Une histoire de l’hérédité (Gallimard) . Cet ouvrage majeur à la fois pour les biologistes et pour les philosophes qui s’intéressent au vivant retrace une histoire de la biolog […] […] Lire la suite
LEDERBERG JOSHUA (1925-2008)
Généticien et microbiologiste américain, un des fondateurs de la biologie moléculaire moderne. Pour sa découverte de la recombinaison génétique chez les bactéries, qui a ouvert la voie à l'analyse génétique de ces micro-organismes, Joshua Lederberg a reçu, en 1958, à l'âge de trente-trois ans, le prix Nobel de physiologie ou médecine, qu'il partagea avec ses compatriotes George W. Beadle et Edwar […] […] Lire la suite
LEVURES
Dans le chapitre « Biologie moléculaire » : […] Bien qu'elles appartiennent au règne végétal, les Levures, comme tous les Champignons, ont un métabolisme voisin de celui des Animaux. Par conséquent, la cellule de Levure, qui est facile à cultiver, est de plus en plus utilisée en biologie moléculaire afin de définir les mécanismes fonctionnels intracellulaires. L'analyse du génome a été entreprise à partir des années 1975, permettant, notamment […] […] Lire la suite
LIGAND, biologie moléculaire
Molécule possédant un site conformationnel qui lui permet de « reconnaître » une molécule réceptrice pour s'encastrer dans un site topologiquement complémentaire . La liaison ainsi constituée peut soit enclencher un cycle de modifications ayant pour point de départ le récepteur (effet activateur), soit au contraire inhiber le fonctionnement de celui-ci (effet bloquant). […] […] Lire la suite
LWOFF ANDRÉ (1902-1994)
Médecin et biologiste français, André Lwoff a été un des fondateurs de la génétique moderne. Il a reçu en 1965, avec Jacques Monod et François Jacob, le prix Nobel de physiologie ou médecine pour leurs travaux sur le contrôle de l’expression des gènes. […] […] Lire la suite
LYSOGÉNIE
Depuis 1940, et sous l'impulsion de Max Delbrück, les bactériophages ont donné lieu à de nombreuses recherches qui ont apporté beaucoup d'explications sur l'origine, l'action et la reproduction des virus, et sur un grand nombre d'autres problèmes qui touchent la bactériologie, la génétique, la biologie générale, la cancérologie. Un aspect particulier de la bactériophagie fera l'objet de cet artic […] […] Lire la suite
MACROMOLÉCULES
Dans le chapitre « Les macromolécules biologiques » : […] Tous les êtres vivants sont constitués de cellules, d'une seule, comme chez les bactéries ou les algues primitives ; ou de plusieurs, environ 10 15 , comme chez les mammifères. Il est généralement admis que tous les êtres vivants dérivent d'un système protocellulaire, apparu sur la Terre il y a environ 3,5 milliards d'années. Ce germe s'est reproduit et les descendants ont évolué. Aujourd'hui, il […] […] Lire la suite
MCCLINTOCK BARBARA (1902-1992)
Barbara McClintock est une généticienne américaine qui a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 1983, pour la découverte d'éléments génétiques mobiles : les gènes « sauteurs » ou transposons. Barbara McClintock est née le 16 juin 1902 à Hartford (Connecticut). Son père est médecin et elle s'intéresse très tôt aux sciences. Dès l’enfance, elle fait preuve d'une indépendance d'esprit et d […] […] Lire la suite
MESELSON MATTHEW (1930- )
Biologiste américain né le 24 mai 1930 à Denver (Colorado). Après avoir obtenu en 1957 son doctorat ès sciences au California Institute of Technology, il est nommé en 1960 professeur de biologie à Harvard. En 1968, il est élu à l'Académie des sciences des États-Unis. Matthew Meselson est surtout connu pour les expériences qu'il effectue avec Franklin W. Stahl à partir de 1958. Dès 1964, Meselson […] […] Lire la suite
MITOSE
Dans le chapitre « Mécanismes moléculaires de la mitose » : […] Malgré l'apport des études structurales de nombreuses questions restent à élucider sur les mécanismes des événements dynamiques que comporte la mitose. C'est en utilisant des techniques variées, immunocytochimiques, biochimiques, physiologiques, génétiques et celles de la biologie moléculaire que des résultats ont pu être obtenus qui rapportent à l'échelle de l'organisation moléculaire des struct […] […] Lire la suite
MODÈLE
Dans le chapitre « Au niveau de la molécule » : […] Au niveau de la molécule, le modèle de structure est une construction géométrique qui figure l'arrangement dans l'espace des atomes ou groupes d'atomes dont est constituée la molécule. Les liaisons interatomiques et les angles que font entre elles ces liaisons étant calculées par ailleurs sur des molécules plus simples, le modèle est édifié à partir des données expérimentales de la diffraction pa […] […] Lire la suite
MONOD JACQUES (1910-1976)
Biochimiste français dont les travaux ont largement contribué à la naissance et au développement de la biologie moléculaire. Né à Paris, Jacques Monod, après des études secondaires à Cannes, regagne Paris en 1928, s'inscrit à la faculté des sciences, passe sa licence en 1931, puis entame, au Laboratoire d'évolution des êtres organisés (1932-1934) et sous l’influence d’André Lwoff et Édouard Chatto […] […] Lire la suite
MORCELLEMENT DES GÈNES
En 1977, les laboratoires des Américains Richard Roberts (né en 1943), Phillip Sharp (né en 1944) et du Français Pierre Chambon (né en 1931) observent, indépendamment, que des gènes eucaryotes ont une structure en mosaïque, alternant une minorité codante que l'on retrouve dans l'ARNm (les exons ) et des régions non codantes « intruses », appelées à ce titre introns . La transcription débute par la […] […] Lire la suite
MULLIS KARY BANKS (1944-2019)
Kary Banks Mullis est un biologiste moléculaire américain né le 28 décembre 1944 à Lenoir (Caroline du Nord). Il fait ses études à l'institut de technologie de Georgie et à l'université de Berkeley (Californie) où il obtient son doctorat en 1973. Après avoir effectué des recherches à l'école médicale de l'université du Kansas puis à l'université de Californie à San Francisco, il rejoint en 1979 un […] […] Lire la suite
MUTATIONS
Toute reproduction biologique associe toujours deux tendances contradictoires. L' une tend à maintenir immuables les caractères héréditaires ; l'autre tend, au contraire, à introduire des changements ou variations génétiques, qui s'accomplissent selon deux modalités fondamentalement distinctes. Dans la première, le caractère nouveau est obtenu par recombinaison : deux individus parentaux distin […] […] Lire la suite
NATHANS DANIEL (1928-1999)
Après avoir obtenu son diplôme de médecin en 1954, Daniel Nathans a commencé à exercer au Columbia Presbyterian Medical Center de New York. Très tôt cependant, il s'oriente vers la recherche, et entame sa nouvelle carrière au National Institute of Health. Après un bref passage auprès de Fritz Lipmann, au Rockefeller Institute, il rejoint en 1962 la Johns Hopkins University, à Baltimore, dont il di […] […] Lire la suite
NEUROSCIENCES SOCIALES
Dans le chapitre « Le champ d’application des neurosciences sociales » : […] Longtemps, les neurosciences traditionnelles ont considéré le système nerveux comme une entité relativement isolée, et les chercheurs ont largement ignoré les influences de l’environnement social dans lequel les humains et les autres espèces animales vivent. Or, par définition, les espèces sociales créent des organisations au-delà de leurs propres structures, qui vont des dyades aux ensembles cul […] […] Lire la suite
NIRENBERG MARSHALL WARREN (1927-2010)
Marshall W. Nirenberg est un biochimiste américain né le 10 avril 1927 à New York. Formé dans les universités de Floride (1952) et du Michigan (1957), il s'intéresse d'abord à la biochimie des sucres, puis à la biosynthèse des protéines quand il entre comme chercheur au National Institute of Health et y dirige la section de biochimie génétique à partir de 1962. Il reçoit le prix Nobel de physiolo […] […] Lire la suite
NUCLÉIQUES ACIDES
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 des cellules animales, végétales et microbiennes. Tels qu'on peut les isoler des tissus animaux ou […] […] Lire la suite
ONCOGENÈSE ou CANCÉROGENÈSE ou CARCINOGENÈSE
Dans le chapitre « La découverte des proto-oncogènes. Leur conversion en gènes oncogènes viraux » : […] Les premières études expérimentales sur l'oncogenèse, dont les travaux d'Ellerman et Bang et de Rous sont d'excellents exemples, ont fait appel à des modèles animaux. Ces modèles, qui ont permis la découverte des premiers virus oncogènes, ont également conduit à l'identification d'agents chimiques ou physiques qui sont capables de provoquer l'apparition de tumeurs lorsqu'ils sont administrés à un […] […] Lire la suite
OPARINE ALEXANDRE IVANOVITCH (1894-1980)
Alexandre Oparine est un biochimiste soviétique, né le 2 mars 1894 à Ouglitch, ville située au nord de Moscou sur la Volga, dans l’ oblast de Iaroslav. Il est surtout connu pour avoir formulé, dès 1922, une théorie sur l’origine de la vie qui explicite, dans le contexte de l’environnement terrestre originel, le passage de molécules minérales à une « soupe prébiotique », mélange de molécules de c […] […] Lire la suite
PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE
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 quantité, et parfois en mauvais état, parmi des millions d'autres fragments. On peut mesurer la puissance de cette technique […] […] Lire la suite
PHARMACORÉCEPTEURS, biochimie
Notion introduite pour la première fois par J. N. Langley et P. Ehrlich à propos de l'action d'une drogue. Langley observa, en effet, en 1909, que la nicotine, qui est un excitant ganglionnaire, provoquait une réponse quand on l'appliquait localement sur certaines parties du tissu musculaire et que son effet persistait même après dénervation du muscle. Il en conclut qu'il existait, en des points […] […] Lire la suite
PHYLOGÉNOMIQUE
Dans le chapitre « De la phylogénie à la phylogénétique moléculaire » : […] Jusque dans les années 1950, les débats sur la construction des arbres phylogéniques ont porté sur les caractères physiques des organismes, dont la présence ou l'absence était suffisamment informative, ainsi que sur les méthodes utilisées pour la construction de la phylogénie. La démarche s'appuyait essentiellement sur les homologies entre organes déduites de l'anatomie et de l'embryologie compar […] […] Lire la suite
PLASMIDES
Qu'est-ce qu'un plasmide ? Cette définition a évolué au cours du temps en fonction du développement des connaissances scientifiques dans ce domaine. La définition originale de Joshua Lederberg en 1952 est génétique : ce sont des déterminants génétiques capables de se transmettre d'une bactérie à l'autre indépendamment du chromosome bactérien ; ce sont donc des éléments extrachromosomiques capab […] […] Lire la suite
PLASTES
Dans le chapitre « Génome du chloroplaste » : […] Une plante verte contient trois types d'organites, le noyau, les mitochondries et les plastes qui répliquent, transcrivent et expriment leur information génétique de manière coordonnée (cf. mitochondries , noyau cellulaire ). L'existence d'une hérédité extranucléaire liée à un organite a été postulée par les études génétiques du feuillage panaché de certaines plantes (Baur et Correns, 1909), en […] […] Lire la suite
POISSON-ZÈBRE ou DANIO RERIO
Le danio zébré ( Danio rerio ) est un petit poisson d’eau douce , vif et joliment rayé. Courant en aquariophilie de loisir, il est devenu un organisme modèle majeur pour la recherche biomédicale, grâce aux travaux pionniers de Georges Streisinger (université d’État de l’Oregon) dans les années 1970. Les chercheurs emploient surtout son nom anglais, zebrafish , devenu « poisson-zèbre » en français […] […] Lire la suite
POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)
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 – applicable à n’importe quel gène, pour peu que l'on connaisse la séquence de ses extrémités (R. K. Saiki et al., « Enzymatic […] […] Lire la suite
PREMIÈRE TRANSGENÈSE
En 1972, l'Américain Paul Berg (né en 1926) 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 réussissent ainsi pour la première fois ce qu'on appelle aujourd'hui le « clonage » d'un gène, à savoir sa multiplication à volonté dans u […] […] Lire la suite
PRIX LASKER 2016
Dans le chapitre « Le prix Albert-Lasker pour la recherche médicale fondamentale » : […] Le prix Albert-Lasker va à William G. Kaelin Jr, Peter J. Ratcliffe et Gregg L. Semenza, pour la « découverte et l’élucidation des voies par lesquelles l’homme et les autres organismes multicellulaires détectent et réagissent aux variations de disponibilité de l’oxygène ». William G. Kaelin Jr, né en 1957, est un médecin américain diplômé de l’université Duke en 1982. Cancérologue, il est profes […] […] Lire la suite
PRIX LASKER 2018
Les prix de la fondation Albert-et-Mary-Lasker 2018 (plus souvent appelés « prix Lasker » et tenus pour être les équivalents américains du prix Nobel de médecine, ou du moins pour en être l’antichambre) ont été décernés à New York le 11 septembre de cette même année. Ils distinguent quatre chercheurs : Charles David Allis, Michael Grunstein et Joan Argetsinger Steitz, pour leurs contributions à la […] […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE CHIMIE 2017
Le prix Nobel de chimie 2017 a été attribué au Suisse Jacques Dubochet, à l’Allemand Joachim Frank et au Britannique Richard Henderson pour avoir contribué au « développement de la cryomicroscopie électronique pour la détermination de la structure à haute résolution des biomolécules en solution » . Il récompense, comme le prix Nobel de physique 2017, les progrès remarquables effectués dans le dom […] […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE CHIMIE 2018
Le prix Nobel de chimie 2018 a été attribué pour moitié à l’Américaine Frances H. Arnold pour la mise en œuvre de l’évolution dirigée, tandis que son compatriote George P. Smith et le Britannique Gregory P. Winter se partagent l’autre moitié pour leur invention de la technique du phage display . L’évolution dirigée permet de développer des protéines capables de dénouer des problèmes chimiques a […] […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE CHIMIE 2020
Le prix Nobel de chimie 2020 a été attribué conjointement à la Française Emmanuelle Charpentier et à l’Américaine Jennifer Doudna pour « la mise au point d’une méthode d’édition du génome ». Les deux chercheuses ont en effet élaboré un outil – les « ciseaux moléculaires » CRISPR-Cas9 – qui permet d’intervenir sur une zone très précise de l’ADN génomique de n’importe quel être vivant (microorganis […] […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIOLOGIE OU MÉDECINE 2016
Le prix Nobel de physiologie ou médecine a été attribué le 3 octobre 2016 au microbiologiste japonais Yoshinori Ohsumi pour ses découvertes sur les mécanismes de l’autophagie, qui ont conduit à un nouveau paradigme dans notre compréhension de la manière dont la cellule recycle son contenu. L’autophagie (étymologiquement « le fait de se manger soi-même ») est un phénomène connu depuis les années […] […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIOLOGIE OU MÉDECINE 2019
Le 7 octobre 2019, le comité Nobel a attribué conjointement le prix Nobel de physiologie ou médecine aux Américains William Kaelin et Gregg Semenza ainsi qu’au Britannique Peter Ratcliffe « pour leurs découvertes sur la manière dont les cellules perçoivent et s’adaptent à la quantité d’oxygène disponible » . Gregg Leonard Semenza est né le 1 er juillet 1956 à New York . Il étudie d’abord à Harvar […] […] Lire la suite
PRIX NOBEL DE PHYSIOLOGIE OU MÉDECINE 2021
Dans le chapitre « La biologie moléculaire au service de la physiologie » : […] David Jay Julius est né le 4 novembre 1955 à Brooklyn, dans l'État de New York. Il obtient son doctorat à l’université de Californie, à Berkeley, en 1984. Cinq ans plus tard, il termine son postdoctorat dans le laboratoire de Richard Axel à l’université Columbia de New York. C’est le moment où Axel résout le difficile problème des mécanismes moléculaires de l’olfaction. Julius lui-même isole un r […] […] Lire la suite
PROGRAMME GÉNÉTIQUE
Si l'on met à part le monde des bactéries et des virus (procaryotes), il existe sur Terre des milliards d'espèces animales et végétales dont les cellules renferment des noyaux pourvus de chromosomes (eucaryotes), espèces qui diffèrent les unes des autres par des critères morphologiques et comportementaux et auxquelles nous limiterons notre exposé. L' information nécessaire à l'établissement de leu […] […] Lire la suite
PROJET GÉNOME HUMAIN
À partir du moment où il a été établi que le patrimoine génétique de tout organisme est codé dans son ADN, que les gènes se réduisent à une séquence de nucléotides de l’ADN et que leur expression correspond à la réalisation d’un programme, une idée forte, bien que très réductrice, s’est imposée : établir la séquence nucléotidique complète de l’ADN d’un organisme permettra de tout connaître de lui […] […] Lire la suite
PROTÉINES (histoire de la notion)
Dans le chapitre « Propriétés physico-chimiques des protéines » : […] À la fin du xix e siècle, un biochimiste anglais de Cambridge, William Bate Hardy, découvre que les protéines sont porteuses de charges électriques et qu'elles migrent dans un champ électrique en fonction du pH du milieu. Cette migration entre une anode et une cathode, initialement appelée « cataphorèse », sera par la suite dénommée « électrophorèse ». Les protéines sont désormais considérées co […] […] Lire la suite
PROTÉINES Structures
Dans le chapitre « Évolution des protéines » : […] La comparaison des séquences de protéines montre qu'elles ont conservé les éléments structuraux majeurs au cours de l’évolution et ne diffèrent que par des substitutions plus ou moins nombreuses d'acides aminés non essentiels à la fonction de ces protéines. Ces différences résultent de l'accumulation au cours du temps de mutations ponctuelles aléatoires, et l'alignement des différentes séquences […] […] Lire la suite
PUCES À ADN ET LABORATOIRES SUR PUCE
Dans le chapitre « Les puces à ADN ou biopuces » : […] Depuis les années 1980, un des buts des biologistes est de connaître la séquence intégrale du génome de plusieurs espèces animales et végétales. Cette tâche nécessite la manipulation d'un nombre très important d'entités biologiques, entre autres des clones de bactéries ou de levures à partir desquels on extrait des fragments d'ADN ou d'ARN messager (qui reflètent l'activité des gènes). Progressiv […] […] Lire la suite
RÉPLICATION DE L'ADN
La découverte, par James D. Watson et Francis H. C. Crick, en 1953, de la structure en double hélice de l'ADN (acide désoxyribonucléique) fait naître une redoutable difficulté : comment une molécule aussi complexe peut-elle se dérouler et se dupliquer à chaque division cellulaire ? Ces scientifiques suggèrent alors un modèle semi-conservatif, dans lequel l'hélice s'ouvre pour que chaque brin serve […] […] Lire la suite
RÉPLICON
Jacob, Brenner et Cuzin ont proposé d'appeler « réplicon » les structures génétiques dont la réplication autonome est indépendante de celle du chromosome. Un réplicon est donc une unité de réplication. Dans cette hypothèse, que des travaux ultérieurs ont partiellement confirmée, un réplicon a au moins deux types de fonctions et comprend deux sortes de matériel génétique au sens fonctionnel. Le pre […] […] Lire la suite
RÉTROTRANSCRIPTION DE L'ADN
À la fin des années 1960, la biologie moléculaire, alors jeune discipline, entre dans ce que l'historien Michel Morange a appelé sa « traversée du désert ». Les connaissances sont alors résumées par le « dogme central » énoncé par Francis H. C. Crick, qui veut que l'information aille uniquement de l'ADN (acide désoxyribonucléique) à l'ARN (acide ribonucléique), puis de l'ARN à la protéine. Le pass […] […] Lire la suite
RIBOSOMES
Les protéines, qui façonnent le phénotype de tout organisme et en sont des unités fonctionnelles (enzymes), sont synthétisées au cours de réactions matricielles hautement spécifiques. Les instructions pour la synthèse de chaque protéine sont transférées d'abord de l'ADN, source de l'information génétique, à l' ARN messager ou ARNm (transcription), et puis de cet ARNm à la chaîne polypeptidique (t […] […] Lire la suite
RIBOZYMES
À l'instar des protéines enzymatiques, certaines molécules d'ARN, les ribozymes, possèdent naturellement des propriétés catalytiques. Le prix Nobel de chimie décerné en 1989 conjointement à Sydney Altman et à Thomas Cech a ainsi mis l'accent sur une découverte inattendue qui a bouleversé bien des idées tant sur la nature des molécules capables de catalyser les réactions chimiques que sur l'origin […] […] Lire la suite
RICH ALEXANDER (1924-2015)
Le biophysicien et biologiste moléculaire américain Alexander Rich est connu pour ses découvertes originales concernant la structure et la fonction des acides nucléiques, l’ADN et l’ARN. Au nombre de ses apports les plus marquants figurent la première image (1973) à résolution atomique de la double hélice de l’ARN (qui confirmait par la même occasion la structure classique de l’ADN) et, en 1979, […] […] Lire la suite
ROBERTS RICHARD (1943- )
Biologiste moléculaire britannique, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1993 (conjointement à Phillip Sharp) pour sa découverte, indépendante, des gènes « segmentés ». Richard John Roberts est né le 6 septembre 1943 à Derby (Angleterre). En 1968, il obtient un doctorat en biochimie à l'université de Sheffield. Après des recherches postdoctorales à l'université Harvard (États-Unis), il travail […] […] Lire la suite
ROUS PEYTON (1879-1970)
Biologiste américain. En 1909, alors qu'il est chargé de recherche à l'Institut Rockefeller, Rous réussit à provoquer des cancers solides des tissus conjonctifs (sarcome) chez des poulets sains, et ce à partir d'un filtrat acellulaire d'une tumeur aviaire. Les échecs des tentatives d'inoculation de ce cancer à d'autres espèces animales détournent l'attention des scientifiques qui considèrent les r […] […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE D'ADN, en bref
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 vers le séquençage des acides nucléiques, en appliquant la même méthode : celle de l'hydrolyse partielle, qui permet de découp […] […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE DU GÉNOME HUMAIN, en bref
Le 12 février 2001, les revues scientifiques Nature et Science publient la séquence quasi complète des trois milliards de bases du génome humain. Cette double publication conclut par un ex aequo la compétition entre un consortium international de laboratoires publics, qui a commencé ses travaux au début des années 1990 (Human Genome Project), et la firme privée américaine Celera Genomics, qui la […] […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE HAUT DÉBIT DE L'ADN
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, le contrôle de leur expression ainsi que leur évolution. La variation d’expression génique s’étudie le plus souven […] […] Lire la suite
SHARP PHILLIP (1944- )
Biologiste moléculaire américain, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1993 (conjointement au Britannique Richard Roberts) pour avoir découvert, de manière indépendante, que des gènes individuels sont souvent interrompus par de longues séquences d'ADN qui ne codent pas une structure protéique. Phillip Allen Sharp est né le 6 juin 1944 à Falmouth, dans le Kentucky. En 1969, il obtient un doctor […] […] Lire la suite
SLONIMSKI PIOTR (1922-2009)
Scientifique de renommée internationale pour ses travaux sur l'hérédité mitochondriale et sur les génomes, Piotr Slonimski s'est éteint à Paris le 25 avril 2009. Il a inspiré des générations d'étudiants et de chercheurs et joué un rôle très important dans le développement de la génétique et de la génomique en France. Il a été l'un des pionniers de la génétique moléculaire de la levure Saccharom […] […] Lire la suite
SMITH HAMILTON (1931- )
Microbiologiste américain, Prix Nobel de physiologie ou médecine en 1978, conjointement à Werner Arber et Daniel Nathans, pour la découverte d'une nouvelle classe d'enzymes de restriction, qui reconnaissent des séquences spécifiques de nucléotides dans une molécule d'ADN et clivent la molécule à cet endroit précis. Hamilton Othanel Smith est né le 23 août 1931 à New York. En 1952, il est diplômé d […] […] Lire la suite
SMITH MICHAEL (1932-2000)
Biologiste moléculaire canadien d'origine britannique né à Blackpool (Grande-Bretagne). Michael Smith fait ses études de biochimie à l'université de Manchester (Grande-Bretagne) et y obtient un doctorat en 1956. Il est ensuite chercheur postdoctoral à l'université de Colombie-Britannique à Vancouver (Canada). En 1961, il accepte un poste au Centre de recherches des pêcheries canadiennes. En 1966, […] […] Lire la suite
SONDES MOLÉCULAIRES
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 des complémentarités séquentielles qui sont le sceau de ces molécules, soit parmi des protéines identifiables comme anticorp […] […] Lire la suite
STANLEY WENDELL MEREDITH (1904-1971)
Biochimiste américain créateur de la virologie moderne. Stanley, né à Ridgeville dans l'Illinois, étudie au collège de Richmond et est docteur en chimie de l'université de l'Illinois en 1929. Il va poursuivre ses études en Allemagne et séjourne au laboratoire de chimie de l'université de Munich (1930). À son retour aux États-Unis, il entre comme assistant de recherches au Rockefeller Institute for […] […] Lire la suite
STRUCTURE DISSIPATIVE
Le terme « structure dissipative » a été créé, en 1969, par Ilya Prigogine pour souligner la signification des résultats auxquels lui-même et ses collaborateurs de l'école de Bruxelles venaient de parvenir : loin de l'équilibre thermodynamique, c'est-à-dire dans des systèmes traversés par des flux de matière et d'énergie, peuvent se produire des processus de structuration et d'organisation spontan […] […] Lire la suite
STRUCTURE EN DOUBLE HÉLICE DE L'ADN
L'acide désoxyribonucléique (ADN), qui constitue les chromosomes, est le détenteur de l'information héréditaire. Sa structure tridimensionnelle est élucidée en 1953, via l'étude des diagrammes de diffraction de cette molécule aux rayons X, grâce à la collaboration d'un jeune biologiste américain, James Dewey Watson, et d'un cristallographe anglais, Francis Harry Compton Crick. Les deux chercheurs […] […] Lire la suite
STRUCTURE EXONS-INTRONS DES GÈNES
La découverte en 1978 de la structure discontinue des gènes marque une étape importante dans l’histoire de la génétique. Auparavant, on avait démontré que la mémoire génétique d’un organisme était inscrite dans son ADN et plus précisément codée par la suite linéaire de ses molécules constitutives, les nucléotides : un gène codant pour une protéine était donc réductible à une séquence de nucléotid […] […] Lire la suite
TECHNIQUES DU GÉNIE GÉNÉTIQUE (repères chronologiques)
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, par Edwin Southern, d'une méthode de détection d'un gène par hybridation à l'aide d'une sonde nucléotidique complémentaire. Elle est […] […] Lire la suite
THÉORIE CELLULAIRE
Constituant l’un des fondements de la biologie, la théorie cellulaire est admise de manière quasi universelle par les scientifiques. Selon sa formulation la plus courante, elle stipule que tous les êtres vivants sont composés d’unités structurales et fonctionnelles, les cellules, et que chacune d’elles s’est formée à partir d’une cellule préexistante. On peut faire remonter l’histoire de cette th […] […] Lire la suite
TRANSCRIPTION DE L'ADN
À la fin des années 1950, plus aucun biologiste ne doute que les gènes, constitués d'ADN (acide désoxyribonucléique), codent pour des protéines. Mais quels sont les mécanismes détaillés de cette expression génétique ? Les Français François Jacob et Jacques Monod, qui travaillent au sein du laboratoire d'André Lwoff à l'Institut Pasteur de Paris, découvrent en 1961 que les gènes sont d'abord trans […] […] Lire la suite
TRANSCRIPTOME
L'ensemble des molécules d'ARN messager d'une cellule constitue le transcriptome. Les ARN messagers sont une réplique des gènes qui sont à l'état actif dans une cellule. Quelques-uns peuvent jouer un rôle structural ou catalytique, mais la plupart d'entre eux sont traduits en protéines et participent ainsi à toutes les fonctions de la cellule. Chez l'homme, on considère qu'il existe environ 50 000 […] […] Lire la suite
TUBULINE
Comme l'actine, la tubuline est une protéine « universelle » présente dans le cytoplasme de toutes les cellules eucaryotes où elle édifie des ultrastructures connues en microscopie électronique sous le nom de microtubules. Il semble exister des relations entre ces structures cytoplasmiques et les filaments de 10 nm parmi lesquels se rangent les tonofilaments (qui sont associés aux jonctions interc […] […] Lire la suite
VACCINS À ADN ET ARNm
Dans le chapitre « Les avantages des vaccins à acides nucléiques (ADN, ARNm) » : […] Les vaccins à ADN ou ARNm sont beaucoup plus faciles à fabriquer que les autres. À partir de la séquence génétique d’un agent pathogène, il est rapide d’extraire le gène codant un antigène d’intérêt vaccinal potentiel, de l’insérer dans un vecteur ADN pour l’utiliser directement afin de fabriquer un vaccin à ADN ou comme matrice pour ensuite synthétiser l’ARNm correspondant, avant de finaliser la […] […] Lire la suite
VARIATION, biologie
Dans le chapitre « Description et interprétation de la variation » : […] À première vue, beaucoup d'espèces semblent génétiquement très peu variables. Toutes les souris sauvages de la région parisienne se ressemblent étonnamment. Pourtant une variation cachée y existe. La sélection pratiquée par l'homme a permis d'élever des souris bien différentes du « type sauvage », par exemple blanches, noires ou nues (sans poils), qui apparaissent exceptionnellement dans la nature […] […] Lire la suite
VENTER JOHN CRAIG (1946- )
John Craig Venter est né le 14 octobre 1946 à Salt Lake City (Utah). Il effectue ses études en Californie et, après une interruption due à la guerre du Vietnam (période durant laquelle il rejoint le corps médical des forces navales américaines et participe à l'offensive du Têt), il s'oriente vers la biologie. En 1975, il obtient un doctorat de physiologie et de pharmacologie puis occupe plusieurs […] […] Lire la suite
VIROÏDES
Découverts au début des années 1970, les viroïdes forment un petit groupe d’agents pathogènes particulièrement originaux. Connus uniquement chez les plantes supérieures, ils sont caractérisés par un très petit génome (environ 250 à 400 nucléotides), dix fois moins important que ceux des plus petits virus. Parmi la trentaine de viroïdes recensés, plusieurs sont responsables de graves maladies chez […] […] Lire la suite
VIROLOGIE
Dans le chapitre « Virologie moléculaire : le génome viral » : […] Les virus sont des assemblages plus ou moins complexes entre des protéines et un acide nucléique, qui peut être soit de l' ADN, soit de l'ARN, mais jamais les deux. Les virus se multiplient en utilisant la machinerie métabolique d'une cellule-hôte (ribosomes, ARN de transfert, enzymes de la transcription et de la traduction) dont ils sont eux-mêmes dépourvus. C'est pourquoi ce sont des parasites […] […] Lire la suite
VIRULENCE BACTÉRIENNE
Tout organisme évolue en équilibre au sein d’un monde de micro-organismes dont certains sont pathogènes ou potentiellement pathogènes. Parfois, cet équilibre est rompu, ce qui se traduit par une infection bactérienne caractérisée par le développement anormal d’une ou de plusieurs populations de bactéries. La virulence de ces dernières détermine alors les caractéristiques de la maladie infectieuse […] […] Lire la suite
VIRUS
Dans le chapitre « Virus et biologie » : […] Les virus représentent en biologie plus qu'une compilation de connaissances. Ils forcent la réflexion sur les mécanismes de l'évolution. Les rétrovirus et les virus oncogènes ont été des découvertes déroutantes. Fait exceptionnel en biologie, on connaît pour ces derniers, à l'échelle moléculaire, l'origine d'une propriété acquise par l'espèce : la propriété oncogénique. Un virus oncogène est init […] […] Lire la suite
VOINNET AFFAIRE
En septembre 2014, le site PubPeer, consacré à la discussion des articles scientifiques, publie une série de commentaires pointant des anomalies dans les figures présentant les données de plusieurs articles cosignés par le biologiste Olivier Voinnet. Ce chercheur français est alors mondialement connu pour sa participation à la mise en évidence de l’interférence à ARN, un mécanisme de régulation d […] […] Lire la suite
WATSON JAMES DEWEY (1928- )
Généticien et biochimiste américain qui occupe une place importante dans l'histoire de la biologie moléculaire. Né le 6 avril 1928 à Chicago (Illinois), Watson reçoit une formation de biologiste-ornithologue, et soutient une thèse en 1950. En 1951, sur les conseils de Salvador Luria, qui fut son professeur de microbiologie à l'université d'Indiana, il se rend à Copenhague pour s'initier aux méthod […] […] Lire la suite
WEISSENBACH JEAN (1946- )
Généticien de renommée internationale, Jean Weissenbach est né à Strasbourg le 13 février 1946. Ancien élève du lycée Kléber, il a fait ses études à la faculté de pharmacie de Strasbourg (dont il fut diplômé en 1969) et débuté ses recherches sur les structures et les modifications chimiques des molécules d'ARN de transfert nécessaires à la synthèse des protéines. Il obtient son doctorat ès scienc […] […] Lire la suite
WILKINS MAURICE HUGH FREDERICK (1916-2004)
Biophysicien britannique, Maurice Hugh Frederick Wilkins prit une part importante dans le développement de la biologie moléculaire. Né le 15 décembre 1916 à Pongaroa (Nouvelle-Zélande), Maurice Wilkins étudie la physique à Cambridge et à Birmingham. Après la Seconde Guerre mondiale, il devient attaché à l'unité de physique de l'université de Cambridge, puis il entre au Conseil de la recherche médi […] […] Lire la suite
WILSON ALAN CHARLES (1934-1991)
Les travaux d'Alan Wilson, spécialiste de la biologie moléculaire et technicien talentueux, ont bousculé les conceptions des anthropologues sur la place de l'homme dans la nature et sur l'origine de l'homme moderne. Co-inventeur du principe de l'horloge moléculaire, qui rythme de ses mutations la séparation des espèces, et de l'« Ève mitochondriale », qui aurait cédé, il y a deux cent mille ans, s […] […] Lire la suite
WOLLMAN ÉLIE (1917-2008)
Le Français Élie Wollman, qui a mené toute sa carrière à l'Institut Pasteur, peut être considéré comme l'un des pionniers de la génétique microbienne moderne et, par voie de conséquence, de la biologie moléculaire puis des biotechnologies. Il était aussi devenu la référence pour tout ce qui concernait l'histoire de l'Institut Pasteur. Élie Wollman est né le 4 juillet 1917 à Paris dans une famille […] […] Lire la suite
XÉNOBIOLOGIE
Dans le chapitre « Un code génétique à six lettres » : […] Chez tous les organismes étudiés jusqu’à présent – virus, archées, bactéries, plantes et animaux –, l’information génétique est codée dans un acide nucléique, de l’ADN dans l’écrasante majorité des cas, parfois de l’ARN. Le codage repose sur l’usage de quatre molécules, ou bases nucléiques : adénine, thymine (remplacée par de l’uracile dans l’ARN), cytosine et guanine (A, T[U], C et G). L’ordre d […] […] Lire la suite
ZINDER NORTON (1928-2012)
Le biologiste américain Norton Zinder découvrit la transduction – transfert de matériel génétique d'une souche de bactérie à une autre sous l'effet d'un agent filtrable tel qu'un bactériophage – dans des cultures de Salmonella . Norton David Zinder naît le 7 novembre 1928 à New York. Après avoir fréquenté l'université Columbia de sa ville natale, il étudie sous la houlette de Joshua Lederberg à l […] […] Lire la suite
Structure et composition de l'ADN. La double hélice et les quatre bases azotées. L'ADN, acide désoxyribonucléique, porte le message génétique de l'individu. Il se charge de transmettre, de génération en génération, toute une série de caractères morphologiques...
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Les courbes d'équilibre traduisent l'affinité pour l'oxygène des molécules d'hémoglobine et myoglobine. L'axe vertical du graphe mesure la quantité d'oxygène liée à chacune de ces protéines, en pourcentage de la quantité totale capable d'être fixée. On notera que l'affinité...
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Structure primaire de l'ARNr de la petite sous-unité ribosomale bactérienne. L'établissement de la séquence en bases de l'ARNr 16S a permis l'élaboration d'une structure complexe formée par des « boucles » monocaténaires et des « tiges » bicaténaires (appariement A-U et...
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Auto-assemblage : protéines capsidiques des particules virales de mosaïque du tabac, réalisant des assemblages variés selon les conditions du milieu (force ionique en pH).
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Bioinformatique : assemblage de fragments d'ADN
Les données de départ sont constituées par des fragments d'ADN (6 fragments appartenant au brin direct et 8 fragments appartenant au brin complémentaire, qui, dans cette fenêtre, sont localisés dans le génome sur les positions 1940 à 2000) lus par le robot séquenceur. Le...
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Le cycle ribosomal. I et II : formation du complexe d'initiation dans lequel on voit la petite sous-unité associée à l'ARNm (trait horizontal) et au f-met-ARNt (ligne verticale soutenant l'acide aminé, en forme de boule, ici bleue) ; III : première étape de l'élongation,...
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Échanges avec le milieu extracellulaire
Echanges entre la cellule et le milieu extracellulaire. En a, échanges à travers la membrane plasmique ; ils sont assurés par des protéines intégrées à la bicouche lipidique : pores, transporteurs, pompes ou cotransporteurs. La forme et les mouvements de ces protéines sont...
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Édifices moléculaires fondamentaux
Édifices moléculaires fondamentaux. En a, membrane plasmique ; en b, structures fibreuses du cytosquelette ; en c, complexes nucléoprotéiques : sous-unités du ribosome de colibacille, noyau nucléosomique du chromosome d'eucaryote (ces schémas ne sont pas à même échelle).
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Architecture du ribosome d'« Escherichia coli », selon modèle consensus établi par ordinateur, à partir de micrographies électroniques sous différentes projections. Les sous-unités ribosomales sont représentées ici à l'aide de projections en deux dimensions. La sous-unité...
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Le biologiste français François Gros, ici photographié pendant son adresse en tant que président du conseil Pasteur-Weizmann, le 24 octobre 1998.
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François Jacob est ici photographié dans son laboratoire devant une loupe binoculaire.
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Gènes anti-oncogènes et cancers familiaux
Gènes anti-oncogènes et cancers familiaux.
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Les hélices de Watson et Crick : les deux chaînes appariées (structure bicaténaire) sont représentées par les deux rubans reliés entre eux par des barreaux qui simulent les liaisons hydrogène des couples A = T et G = C.
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Hémoglobine : structure quaternaire
En haut, schéma de la structure quaternaire de l'hémoglobine. En bas, schéma montrant les surfaces d'association entre les chaînes protéiques d'une molécule d'hémoglobine. L'intégrité de ces surfaces est nécessaire à la cohésion et à la stabilité de la molécule.
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Information cellulaire. En a, transcription, traduction. Un brin d'ADN est une chaîne de nucléotides qui sont de quatre types caractérisés chacun par une base purique : adénine A ou guanine G, ou par une base pyrimidique : thymine T ou cytosine C. Le brin a une polarité...
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Biochimiste français, Jacques Monod (1910-1976), Prix Nobel de médecine en 1965, est nommé, en 1967, professeur au Collège de France. De 1971 jusqu'à sa mort, il a dirigé l'Institut Pasteur.
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Le biologiste américain James Dewey Watson, en compagnie de son épouse, en 1968. Il fut Prix Nobel de médecine en 1962, conjointement avec les Britanniques Wilkins et Crick, pour la découverte de la structure des acides nucléiques.
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L'E.M.B.L. Heildelberg est dédié à la recherche fondamentale en biologie moléculaire et au développement technologique; il assure également prestations de services et formations avancées.
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Assis à son bureau du National Institutes of Health, le biochimiste américain Marshall Nirenberg fait face à un tableau noir surchargé de formules chimiques et devant les modèles moléculaires dont il se servait au moment de l'élucidation du code génétique, au début des années 1960.
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Médicament : le génie génétique
La somatostatine est une hormone qui est utilisée en gastroentérologie. Sa composition chimique est celle d'un peptide, une suite de 14 acides aminés. On appelle code génétique, la règle qui permet de traduire en peptide un gène situé dans l'ADN d'une cellule. Sur l'ADN,...
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Deux aspects de la molécule d'hémoglobine montrant son architecture tétramérique, dans laquelle les monomères occupent les sommets d'un tétraèdre dont l'axe de symétrie a été indiqué par l'ovale noir; au centre de la molécule à droite.
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Structure de la molécule d'hémoglobine. En haut, la conformation des chaînes a et ß, reconstituée en 1959 par la méthode de diffraction à rayons X à basse résolution : en trait plein, le trajet de la chaîne proprement dite. Au-dessous, la structure secondaire de la chaîne...
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Représentation schématique de deux nucléosomes (d'après J. C. Lacroix, in « Biologie et Physiologie cellulaire IV », éd. Hermann, 1981).
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polymérisation en chaîne de l'ADN (PCR)
Principe d'amplification d'une séquence d'ADN cible par la méthode de polymérisation en chaîne de l'ADN ou PCR (polymerase chain reaction).
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Composition et propriétés des ribosomes des cellules procaryotes et eucaryotes.
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Protéines produits de gènes proto-oncogènes
Exemples de protéines produits de gènes proto-oncogènes.
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Exemples de proto-oncogènes cellulaires transduits par des rétrovirus.
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Réception de signaux. En a, une hormone peptidique ne traverse pas la bicouche lipidique de la membrane plasmique ; elle forme avec un récepteur protéique spécifique un complexe qui diffuse dans la bicouche ; quand ce complexe rencontre une adénylate T-cyclase, celle-ci...
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Pour pouvoir se diviser, une cellule doit d'abord dupliquer son matériel génétique, l'ADN pendant la phase S du cycle cellulaire, qui dure de quelques minutes chez les cellules de l'embryon à quelques heures chez l'adulte. En 1953, James D. Watson et Francis Crick...
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Réplication de l'ADN et division cellulaire. En a, superposition des tours de réplication de l'ADN chez « E. coli » lorsque la croissance est rapide (ici, le temps de génération est de 20 min). La réplication, depuis le démarrage (I) jusqu'à la terminaison (T), dure 40...
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Traduction de l'ARNm en protéines
Deuxième étape de l'expression des gènes : la traduction. Chez une bactérie, ADN, ARN messager et ribosomes sont en contact direct. Ailleurs, l'ARN va dans le cytoplasme à la rencontre des ribosomes. La traduction de l'information génétique débute...
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Première étape de l'expression des gènes : la transcription de l'ADN. La transcription consiste en une synthèse d'ARN à partir d'un modèle dans l'ADN pour transmettre l'information génétique nécessaire à la cellule. Chez les organismes eucaryotes,...
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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...
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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...
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Le Britannique Frederick Sanger (1918-2013) fut double lauréat du prix Nobel de chimie : en 1958, pour son travail sur l'insuline, et en 1980, avec les Américains Walter Gilbert et Paul Berg.
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L'Américain Linus Carl Pauling (1901-1994) reçoit le prix Nobel de chimie, en 1954, pour ses travaux sur la nature de la liaison chimique, et le prix Nobel de la paix, en 1962, pour son combat en faveur du désarmement nucléaire.
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L'Américain d'origine italienne Salvador Luria (1912-1991) a reçu le prix Nobel de médecine en 1969, conjointement avec Max Delbrück (1906-1981) et Alfred Hershey (1908-1997), pour ses découvertes sur la génétique des virus.
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Transcription de l'ADN en ARNm
Cette photographie, prise au microscope électronique, montre un segment d'ADN en voie de transcription, à côté d'une région d'ADN génétiquement inactive. On distingue des filaments d'ARN messager et les ribosomes qui y sont accrochés. Sur les ribosomes se trouvent les chaînes...
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ADN
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Affinité pour l'oxygène
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ARNr : structure primaire
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Auto-assemblage
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Bioinformatique : assemblage de fragments d'ADN
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Cycle ribosomal
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Échanges avec le milieu extracellulaire
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Édifices moléculaires fondamentaux
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Escherichia coli
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François Gros
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François Jacob
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Gènes anti-oncogènes et cancers familiaux
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Hélices de Watson et Crick
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Hémoglobine : structure quaternaire
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Information cellulaire
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Jacques Monod
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James Dewey Watson
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L’E.M.B.L. Heildelberg
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Marshall Nirenberg
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Médicament : le génie génétique
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Molécule, aspects
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Molécule d'hémoglobine
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Nucléosomes
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polymérisation en chaîne de l'ADN (PCR)
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Procaryotes et eucaryotes
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Protéines produits de gènes proto-oncogènes
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Proto-oncogènes cellulaires
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Réception de signaux
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Réplication de l'ADN
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Réplication de l'ADN
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Traduction de l'ARNm en protéines
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Transcription de l'ADN en ARN
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Clonage d'un fragment de gène
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Enzymes de restriction
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Frederick Sanger
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Linus Carl Pauling
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Salvador Luria
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Transcription de l'ADN en ARNm
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