GÉNIE GÉNÉTIQUE

La découverte, dans les années 1950, du rôle de l'ADN (acide désoxyribonucléique) et des gènes qu'il contient a donné naissance à une discipline appliquée nouvelle : le génie génétique. Fondé sur un ensemble de techniques, il a pour but d'étudier et d'exploiter les gènes, essentiellement dans les domaines médical, pharmaceutique et agroalimentaire. L'exploitation des gènes suppose que l'on puisse les isoler, déterminer leur structure et les introduire dans des cellules ou des organismes entiers afin de modifier leurs propriétés biologiques.

Du gène à la protéine

Les gènes sont des messages codés dont le support moléculaire est l'ADN. Le décodage de ces messages se traduit par la synthèse de molécules, les protéines, dont chacune exerce une ou plusieurs fonctions précises dans les organismes vivants. Ces molécules qui sont de grande taille, sont toujours composées des mêmes éléments, les acides aminés (au nombre de vingt), dont l'ordre définit la structure de la protéine et son activité biologique. La succession des acides aminés est directement déterminée par la succession des bases nucléotidiques (A, C, G, T, pour, respectivement, adénine, cytosine, guanine et thymine) qui sont les constituants essentiels de l'ADN. Le code de correspondance entre les bases de l'ADN et les acides aminés, appelé le code génétique, est défini par la règle qui veut que trois bases successives (formant un codon) désignent un acide aminé précis des protéines (fig. 1 et 2). Il est important de noter que le code génétique est universel. Il a donc probablement été créé pour permettre le fonctionnement des premières bactéries et il s'est transmis sans modification jusqu'aux mammifères. C'est pour cette raison qu'il est possible de faire fonctionner un gène de bactérie dans une autre bactérie, une plante ou un animal et réciproquement.

Gènes et protéines

La relation entre les gènes et les protéines. Après les repas, lorsque l'organisme doit abaisser le taux de glucose circulant dans le sang pour éviter ses effets délétères et pour le stocker sous forme de graisse, certaines cellules du pancréas reçoivent un signal pour synthétiser et... 

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La synthèse de chaque protéine est régulée de manière à répondre aux besoins de l'organisme. L'exemple de l'insuline, objet de la figure 1, illustre ce point. Les gènes constituent le patrimoine génétique d'un organisme et, à ce titre, ils doivent être préservés contre toute dénaturation. Ils sont répartis dans les chromosomes qui se trouvent dans les noyaux, au cœur des cellules. Lorsque l'organisme a besoin d'une protéine pour exercer une réaction biochimique donnée, le gène correspondant est transcrit pour donner une copie du message génétique qui a pour support un ARN (acide ribonucléique). Cet ARN, appelé ARN messager, est décodé dans le cytoplasme de la cellule pour donner naissance à la protéine correspondante. Celle-ci, ainsi que l'ARN messager, a une durée de vie courte, ce qui permet à la cellule de ne disposer de la protéine que lorsqu'elle en a besoin.

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Gènes et protéines
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Clonage d'un fragment de gène
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Représentation schématique du code génétique
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Gène : structure
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