EXPRESSION GÉNÉTIQUE
ADN (acide désoxyribonucléique) ou DNA (deoxyribonucleic acid)
Dans le chapitre « Organisation de la chromatine » : […] L'analyse de la structure et de la réactivité de l'ADN présentée plus haut n'est qu'une approximation, car elle suppose l'ADN isolé, nu. Or, chez les Eucaryotes, l'ADN est associé à des protéines dans une structure plus ou moins condensée (compacte) qui est appelée chromatine . Un paramètre supplémentaire vient donc moduler la réactivité de l'ADN et permettre une sélection des gènes qui doivent êt […] […] Lire la suite
BACTÉRIES
Dans le chapitre « Les biosynthèses bactériennes » : […] Les différentes voies métaboliques des bactéries, selon leur type trophique, tel qu'il a été schématisé plus haut, ont une fonction commune à toutes les espèces, la production d'ATP, indispensable pour les réactions de biosynthèses. Les substances essentielles synthétisées par les bactéries sont les protéines et les acides nucléiques ; les réactions biochimiques responsables de ces synthèses sont […] […] Lire la suite
BACTÉRIOLOGIE
Dans le chapitre « Les mécanismes moléculaires et cellulaires de l'infection » : […] La connaissance des gènes de virulence et de pathogénicité ainsi que des facteurs intrinsèques et extrinsèques régulant leur expression permet de mieux définir ce qu'est une bactérie pathogène et de la distinguer d'une bactérie opportuniste. Une espèce bactérienne pathogène peut être considérée comme une population issue d'un clone sélectionné au cours de l'évolution afin de pouvoir s'établir dan […] […] Lire la suite
BIOLOGIE La bio-informatique
Dans le chapitre « Analyse des transcriptomes et des protéomes » : […] Le dogme classique de la biologie moléculaire énonce que les gènes sont transcrits en ARNm qui sont ensuite décodés en protéines. Tous les ARN codés dans le génome ne sont pas des ARNm : nous mentionnerons ici, la présence d'autres types d'ARN, non messagers, et en particulier les ARN ribosomaux, les ARN de transfert qui sont bien connus et, surtout, les ARN dits interférents (ARNi, en anglais siR […] […] Lire la suite
BIOLOGIE La biologie moléculaire
Dans le chapitre « Sophistication de l'expression des gènes eucaryotiques » : […] Le principe d'un contrôle de l'expression des gènes, établi chez E. Coli , par des protéines capables de moduler l'accès de l'ARN polymérase à un gène, associé à des variations locales de la structure de l'ADN, est retrouvé chez les eucaryotes. Mais ce contrôle y est devenu d'une complexité très grande. D'abord, pour un gène donné, il existe en général plusieurs régions régulatrices, chacune long […] […] 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
CARACTÈRES, biologie
En systématique, on utilise le terme « caractère » dans le sens de « caractéristique », en vue de la classification des êtres vivants, pour permettre une recension de leurs particularités. Celles-ci peuvent être qualitatives (couleur des cheveux ou du plumage) ou quantitatives (dimensions du corps et de ses diverses parties). On reconnaît des particularités morphologiques (absence ou présence d […] […] Lire la suite
CELLULE Les mouvements
Dans le chapitre « La migration sur une surface » : […] C'est le mouvement dit amiboïde parce que les amibes unicellulaires se déplacent en rampant sur des supports solides. De même, lorsque certaines cellules migrent dans le corps d'un animal, durant le développement de l'embryon ou dans l'organisme adulte, elles le font en glissant ou en rampant sur la surface des autres cellules ou sur la matrice extracellulaire. Le contact avec un support est néce […] […] Lire la suite
CLONAGE
Dans le chapitre « Les clones sont-ils génétiquement identiques ? » : […] Issus de cellules provenant d'un seul individu, les clones possèdent bien le même ensemble de gènes nucléaires. Toutefois, ils sont génétiquement différents en ce qui concerne leurs mitochondries, ces organites cellulaires qui contiennent de l'ADN, ou tout autre facteur transmis par le cytoplasme de l'ovule. On ne sait pas encore non plus jusqu'à quel point le clonage peut induire des modificati […] […] Lire la suite
DÉVELOPPEMENT (biologie) Le développement animal
Dans le chapitre « Généralités » : […] Chez les organismes multicellulaires, la différenciation est le processus par lequel les cellules se spécialisent dans une fonction en acquérant un type particulier. Cette spécialisation se fait principalement par une utilisation préférentielle de certains gènes. En effet, les cellules d'un même organisme possèdent globalement le même génome (à l'exception des cellules sexuelles, les gamètes, qui […] […] Lire la suite
DÉVELOPPEMENT (biologie) Le développement végétal
Dans le chapitre « Facteurs de régulation » : […] Fondamentalement, la possibilité de reprogrammation et le retour à la totipotence prouvent sans ambiguïté qu'il n'y a pas d'altération du matériel génétique pendant la différenciation mais bien mise en jeu de systèmes de répression – dérépression temporaires. Les lots de gènes silencieux gardent bien leur capacité de transcription et peuvent l'exprimer si les conditions changent. Parmi les candida […] […] Lire la suite
ÉPIGÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Une nouvelle perception du lien entre génétique et environnement » : […] Outre la progression des connaissances fondamentales des mécanismes épigénétiques et donc du contrôle de l’ expression des gènes, des conséquences pratiques de ces avancées sont attendues dans le domaine du diagnostic médical, du développement de médicaments et de la production de cellules souches. En effet, les marques épigénétiques constituent de véritables biomarqueurs permettant de distinguer […] […] Lire la suite
GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « La chromatine » : […] Les brins d'ADN ne sont jamais, dans le noyau de la cellule eucaryote, sous une forme libre. Ils sont en interaction étroite avec une série de protéines, l'ensemble formant la chromatine. Les charges négatives du squelette formé par les ponts phosphodiester du double brin entraînent des interactions ioniques fortes avec des protéines basiques, les histones, elles-mêmes associées à d'autres protéi […] […] Lire la suite
GÉNOMIQUE Génomique et cancérologie
Dans le chapitre « Génomique descriptive et cancérologie » : […] L'établissement des cartes d'identité tumorales nécessite en théorie une analyse de la structure (ADN) et de l'expression (ARN, protéines) de tous les gènes. Cet objectif reste aujourd'hui encore impossible à atteindre bien que des avancées considérables aient été obtenues dans l'analyse des acides nucléiques. La technologie qui répond le mieux à une évaluation quantitative de l'expression de la […] […] Lire la suite
GÉNOMIQUE La transgenèse
Dans le chapitre « Intérêt des plantes transgéniques » : […] Dans le domaine de la recherche fondamentale, les plantes transgéniques fournissent un outil adapté à l'étude précise des séquences régulant l'expression des gènes, qu'il s'agisse des promoteurs, des séquences activatrices ou enhancers ou encore des séquences inhibitrices ou silencers. Pour ce faire, des gènes comportant des portions de ces séquences sont introduits, et les conséquences de leur […] […] Lire la suite
GÉNOMIQUE Théorie et applications
Dans le chapitre « La construction et le transfert de gènes » : […] Un gène ne peut être complètement étudié et exploité qu'après avoir été transféré dans une cellule ou un organisme, où il s'exprime. Il est possible d'isoler n'importe quel fragment de l'ADN d'un génome et d'en disposer en quantité suffisante pour en modifier la structure et le réintroduire dans une cellule ou un organisme entier. Pour ce faire, les fragments d'ADN sont insérés dans des minichromo […] […] 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
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
HISTOLOGIE
Dans le chapitre « Activité proliférante du méristème caulinaire en relation avec l'initiation des feuilles » : […] Chez les plantes, la croissance et la formation de nouveaux organes (feuilles, tige, racine) sont assurées par des territoires cellulaires proliférants (méristèmes) situés aux extrémités des axes. En ce qui concerne le méristème caulinaire qui occupe l'extrémité des tiges, une organisation fonctionnelle en zones latérales initiatrices de feuilles, zone médullaire initiatrice de moelle et zone axi […] […] Lire la suite
HORLOGES BIOLOGIQUES
Dans le chapitre « Organisation fonctionnelle de l'horloge cérébrale » : […] Chez les mammifères, l'horloge circadienne qui génère les rythmes veille-sommeil est située dans les noyaux suprachiasmatiques (NSC), une petite structure de l'hypothalamus située au-dessus du chiasma optique (fig. 5 ) . L'ablation chirurgicale de cette structure chez les rongeurs ou sa lésion provoque une perte totale de la rythmicité comportementale. Chez le hamster, la transplantation de NSC du […] […] Lire la suite
HORMONES
Dans le chapitre « Mécanisme d'action des hormones à récepteur nucléaire » : […] Pénétration des hormones dans les cellules . Les stéroïdes, les hormones thyroïdiennes ainsi que la vitamine D 3 pénètrent dans les cellules par diffusion passive ou facilitée. Dans les cellules cibles, ces ligands s'accumulent dans le noyau où ils seront reconnus par des récepteurs spécifiques. Dans certains tissus cibles, un métabolisme cellulaire de l'hormone transforme celle-ci en un composé […] […] Lire la suite
IMMUNITÉ INTESTINALE
Dans le chapitre « Implication des cellules tuft dans l’immunité de type 2 » : […] La mise en évidence du rôle des cellules tuft dans la réaction immune de type 2 a été marquée par la publication, en 2016, de manière quasi concomitante, de trois articles émanant chacun d‘un groupe de recherche indépendant, aboutissant à des conclusions complémentaires. De manière remarquable, ces trois études décrivirent un phénomène rapide d’amplification du nombre de cellules tuft dans des sou […] […] 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
MITOCHONDRIES
Dans le chapitre « Les interrelations entre génome nucléaire et génome mitochondrial » : […] Des systèmes multienzymatiques comme la cytochrome oxydase, l'ATP synthétase ont des sous-unités protéiques codées par le génome nucléaire et d'autres par le génome mitochondrial. Comment sont coordonnées les synthèses entre les deux génomes ? Comment se fait l'assemblage dans la membrane entre les deux types de sous-unités ? Là encore, les études faites avec les levures ont permis d'apporter des […] […] 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
NÉO-LAMARCKISME
Dans le chapitre « Néo-lamarckisme et épigénétique » : […] L'âge d'or des conceptions néo-lamarckiennes fut donc la période 1870-1930. Pour l'essentiel, les théories néo-lamarckiennes de cette époque étaient assez nettement différentes du lamarckisme de Lamarck, et pouvaient également être très différentes les unes des autres. Par la suite, le développement du darwinisme moderne, sous la forme de la théorie synthétique de l'évolution, relégua durablement […] […] Lire la suite
NUCLÉIQUES ACIDES
Dans le chapitre « Organisation du génome » : […] L' ADN est identique dans toutes les cellules d'un même organisme et cependant chacune des cellules ne synthétise pas l'ensemble des protéines synthétisées par l'ensemble de l'organisme. Par ailleurs toutes les protéines n'étant pas synthétisées en permanence, il existe des mécanismes de contrôle. D es séquences régulatrices ont d'abord été décrites en 1961 par Jacob et Monod chez E. coli : cert […] […] Lire la suite
OBÉSITÉ
Dans le chapitre « L'inné et l'acquis chez l'obèse » : […] Il existe manifestement une prédisposition génétique à prendre du poids, ce dont témoignent le caractère familial de certaines obésités, le risque plus élevé de devenir obèse lorsque l'on a des parents obèses, la similarité des prises de poids de vrais jumeaux soumis à une suralimentation. Dans l'immense majorité des cas, l'hérédité est polygénique, impliquant plusieurs variations génétiques dont […] […] Lire la suite
O.G.M. Production et utilisation
Dans le chapitre « Les techniques d'obtention des O.G.M. » : […] Un gène est une molécule d'une taille relativement grande et qui ne peut que difficilement entrer spontanément dans une cellule. Divers procédés artificiels doivent donc être mis en œuvre pour favoriser le transfert et l'introduction définitive d'un gène dans un organisme qui deviendra alors transgénique. Ces procédés sont différents selon les espèces auxquelles on s'adresse mais, dans tous les ca […] […] Lire la suite
ONCOGENÈSE ou CANCÉROGENÈSE ou CARCINOGENÈSE
Dans le chapitre « Les anti-oncogènes ou gènes suppresseurs de tumeurs » : […] La découverte des proto-oncogènes et de leurs mécanismes d'activation en oncogènes a constitué une étape essentielle dans la compréhension de l'oncogenèse. Cependant, un certain nombre d'observations sur des cellules tumorales ou transformées en culture suggéraient l'existence d'autres gènes cellulaires dont les mutations pourraient être impliquées dans l'apparition des tumeurs. Par exemple, il e […] […] Lire la suite
PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE
Dans le chapitre « Applications à la biologie cellulaire » : […] On retrouve la PCR, en association avec d'autres techniques, dans la compréhension de la manière dont une cellule répond aux conditions extérieures – une problématique clé dans les études sur le contrôle de l'expression des gènes. Dans une cellule donnée, on estime entre 10 000 et 15 000 le nombre de gènes susceptibles d'être exprimés chez l'homme et la plupart des mammifères – le terme « expres […] […] Lire la suite
PLAN D'ORGANISATION DES VERTÉBRÉS
Dans le chapitre « Gènes Hox pierre de Rosette de l'évo-dévo ? » : […] L' expression des gènes homéotiques présente de fortes similitudes chez tous les animaux, au stade embryologique où tous les animaux se ressemblent un peu, soit juste après la gastrulation. Ce passage obligé pour tous les animaux a été appelé stade phylotypique. Les gènes homéotiques sont exprimés dans le tronc des animaux, et leur expression respecte la règle de colinéarité spatiale le long de l' […] […] Lire la suite
PREMIÈRES SOURIS TRANSGÉNIQUES
L'obtention des souris transgéniques en 1980 par John W. Gordon et Frank H. Ruddle n'a eu d'écho qu'auprès de spécialistes. Ces expériences démontraient en effet qu'il était possible de transférer des gènes étrangers par micro-injection directe dans un des pronoyaux des embryons de souris au stade d'une cellule. Les expériences qui suivirent confirmèrent ces résultats. Il apparut alors que les tr […] […] 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
PROGRAMME GÉNÉTIQUE
Dans le chapitre « Conformation de l'ADN » : […] La molécule d'ADN est composée de l'union de deux brins, le plus fréquemment enroulés en double hélice droite : c'est la conformation B de l'ADN. Cependant, dans des zones précises de la molécule d'ADN, la double hélice n'est plus droite mais gauche : c'est la conformation Z . Il semblerait qu'une même zone d'une molécule d'ADN puisse passer d'une conformation à l'autre, par exemple au cours du d […] […] Lire la suite
PUCES À ADN ET LABORATOIRES SUR PUCE
Dans le chapitre « Domaines d'application » : […] Grâce aux puces à ADN, l'étude du transcriptome peut se faire de manière systématique et exhaustive, ce qui offre de nouvelles perspectives dans le domaine de la recherche médicale et fondamentale. Les puces à polynucléotides sont surtout utilisées à cet effet. Elles ont permis, par exemple, d'analyser l'ensemble des gènes actifs de la levure dans différentes situations ou encore de repérer les mo […] […] Lire la suite
RIBOSOMES
Dans le chapitre « Gènes des constituants ribosomaux et assemblage des particules » : […] Le génome d' E. coli comporte 7 unités transcriptionnelles indépendantes au niveau desquelles est élaboré l'ARNr. Chaque unité comprend dans l'ordre les gènes codant pour les ARNr 16 S, 23 S et 5 S. Des séquences de séparation variables sont placées entre les gènes. Les gènes codant pour les protéines ribosomales sont groupés dans plusieurs opérons dispersés dans le génome bactérien. La régulati […] […] Lire la suite
SÉQUENÇAGE HAUT DÉBIT DE L'ADN
Dans le chapitre « Le séquençage ChIP » : […] De même, ces technologies permettent de cibler les zones du génome qui, à travers une interaction ADN/protéines, interviennent dans la régulation de l’expression des gènes. Une déclinaison particulière du séquençage NGS répond à cette problématique, c’est le séquençage ChIP, plus couramment dénommé « ChIP-Seq » pour c hromatine i mmuno p r e cipitation s e quen cin g . Il combine, d’une part, l’i […] […] Lire la suite
SEXUALISATION, biologie
Dans le chapitre « Conservation des mécanismes de détermination génétique du sexe » : […] Nous avons pu voir jusqu'ici que les mécanismes chromosomiques de détermination du sexe sont très peu conservés parmi les vertébrés, allant jusqu'à varier au sein d'une même espèce. L'absence d'homologie entre les chromosomes Z et X implique que les deux systèmes XY et ZW ont évolué indépendamment. De plus, le chromosome Z du poulet est très proche du chromosome 9 humain, alors qu'il n'est rien p […] […] Lire la suite
SIGNALISATION, biologie
Dans le chapitre « Signalisation intracellulaire » : […] L'activation des récepteurs est elle-même relayée par des familles de molécules spécialisées qui assurent la transduction des signaux, c'est-à-dire leur relais, de la membrane à l'ensemble des processus intracellulaires (fig. 3). Certaines d'entre elle, comme les JAK (protéines kinases activatrices dites de Janus, par référence au dieu latin des seuils et des passages, dans la mesure où elles « o […] […] Lire la suite
STATINES
Dans le chapitre « Statines et métabolisme du cholestérol » : […] Leur principal effet pharmacologique consiste à réduire de façon dose-dépendante (— 30 p. 100 à — 60 p. 100) le cholestérol transporté par les lipoprotéines de basse densité (LDL-cholestérol) ; ces lipoprotéines étant capables de pénétrer dans la paroi des artères et d'y provoquer les dépôts de cholestérol qui participeront à la formation des plaques d'athérome. La première statine (compactine ou […] […] Lire la suite
THÉORIE CELLULAIRE
Dans le chapitre « La cellule : une notion centrale et universelle de la biologie » : […] La théorie cellulaire fait partie du petit nombre de grandes notions unificatrices qui sous-tendent la biologie actuelle. Sa formulation exacte varie selon les auteurs, mais elle est toujours fondée sur deux idées principales : la cellule est l’unité structurale et fonctionnelle de tout organisme vivant, tout être vivant est donc composé d’une ou de plusieurs cellules ; toute cellule provient d’u […] […] 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
VIROLOGIE
Dans le chapitre « Relations entre génome viral et génome cellulaire » : […] Dans tous les cas précédemment exposés, le génome du virus se répliquait pour son propre compte et plus ou moins indépendamment du génome cellulaire. Dans d'autres cas, génome cellulaire et génome viral ne forment qu'une seule entité par intégration du génome viral dans le génome cellulaire, et le génome viral se réplique exactement comme ce dernier, se transmettant de générations cellulaires e […] […] Lire la suite
VIRUS
Dans le chapitre « Les virus tumorigènes » : […] La notion de cancer transmissible par un virus remonte au début du siècle. En 1907, puis en 1911, l'apparition rapide d'une tumeur chez un poulet infecté par un extrait tumoral aviaire avait en effet déjà été constatée (Ellerman, Bang et Rous). S'agissant d'extraits filtrés de manière à retenir les bactéries, la transmission à caractère infectieux ne pouvait qu'être le fait de virus. On sait aujou […] […] Lire la suite