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
dessin
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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Écrit par :
- Louis-Marie HOUDEBINE : directeur de recherche, unité de biologie du développement et reproduction, Institut national de la recherche agronomique
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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, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/techniques-du-genie-genetique-reperes-chronologiques/#i_82580
ANIMAUX MODÈLES, biologie
Dans le chapitre « De l'animal expérimental à l'animal modèle »
: […]
in vitro chez l'homme menés au même moment) et leur réimplantation dans l'utérus. C'est vers 1985 que l'application de ce savoir sur la manipulation des œufs aux méthodes de la génétique moléculaire (grâce à laquelle on peut produire des quantités significatives de l'
ANTICORPS MONOCLONAUX
Dans le chapitre « Molécules thérapeutiques » : […] Ces deux régions étant codées par des gènes différents, les chercheurs ont fabriqué des anticorps chimériques homme-souris en associant les gènes humains des régions constantes aux gènes de souris des régions variables de l'anticorps monoclonal initial. Les anticorps chimériques sont beaucoup moins immunogènes, étant composés à […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/anticorps-monoclonaux/#i_82580
ASILOMAR CONFÉRENCE D' (1975)
et une cinquantaine originaires d'Europe et d'U.R.S.S. L’objectif de cette conférence n'était pas simplement d'exposer les avancées dans un domaine de recherche, le
BACTÉRIOLOGIE
Dans le chapitre « Bactériologie appliquée à l'industrie pharmaceutique »
: […]
Un pas décisif a été franchi lorsqu'on a obtenu la production de protéines humaines par des bactéries dont le génome « naturel » ne possédait pas l'information génétique adéquate. Le premier polypeptide humain synthétisé par une bactérie fut la
BERG PAUL (1926- )
la mise en évidence des
BIOÉTHIQUE - La protection du génome humain
de « bioéthique », apparue dans les années 1970. À cette époque, en effet, fut mise au point la technique du « génie génétique », qui permet de doter un être vivant d'une caractéristique nouvelle en modifiant son patrimoine
BIOLOGIE - Les pratiques interventionnelles
expérimentaux qui lui donnent la possibilité d'intervenir sur les organismes vivants au niveau de leurs gènes : soit pour leur conférer de façon permanente et transmissible certaines propriétés physiologiques, métaboliques ou morphologiques non inhérentes à l'espèce (exemple : modifications transgéniques des micro-organismes, des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-les-pratiques-interventionnelles/#i_82580
BIOTECHNOLOGIES
Dans le chapitre « L'essor des biotechnologies »
: […]
Les outils moléculaires du génie génétique (enzymes de restriction, polymérases, réverse transcriptase, ligases), découverts dans les années 1970, permettent de découper finement et spécifiquement la molécule d'
BREVETS SUR LE VIVANT - (repères chronologiques)
1980 Premier brevet, aux États-Unis, sur un micro-organisme génétiquement modifié : une bactérie capable de dégrader les hydrocarbures […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/brevets-sur-le-vivant-reperes-chronologiques/#i_82580
BREVET SUR UN O.G.M.
Au début des années 1970, le microbiologiste indien Ananda Chakrabarty invente, pour le compte de la General Electric Company, une bactérie génétiquement modifiée capable de dégrader les hydrocarbures. Le brevet qu'il demande lui est alors refusé, conformément à la jurisprudence (Plant Patent Act, 1930) excluant les êtres vivants – à l'exception […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/brevet-sur-un-o-g-m/#i_82580
CHOLÉRA
Dans le chapitre « Traitement et prophylaxie » : […] des biologistes (Nochi et al.) de l'université de Tōkyō ont mis au point un vaccin oral. Il a été produit par génie génétique : en communiquant un gène microbien (responsable de la formation d'une sous-unité de la toxine du choléra) à un végétal, le riz. Sous l'action du transgène, le riz ainsi traité élabore une protéine antigénique capable d' […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cholera/#i_82580
COLZA
Dans le chapitre « Le colza, produit du génie génétique » : […] Le colza figure parmi les plantes cultivées qui ont été les plus transformées par le génie génétique. Toutefois, la transgenèse – méthode permettant d’obtenir des organismes génétiquement modifiés ou O.G.M. – ne constitue qu’une des techniques utilisées par le génie génétique. Les plus importants programmes de recherche ont été conduits en Europe […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/colza/#i_82580
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Durant l'été de 1994, une tomate d'un genre nouveau apparaît sur les étals de Californie et du Midwest américain. Produite par la firme américaine Calgene, la tomate flavr savr (jeu sur les mots flavour parfum, et savour, goût) a été génétiquement modifiée pour rester ferme plus longtemps […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/commercialisation-du-premier-o-g-m/#i_82580
DÉVELOPPEMENT (biologie) - Le développement végétal
Dans le chapitre « Acquisition de la totipotence »
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L'exploitation biotechnologique de ces découvertes ouvre de nombreuses perspectives de manipulations génétiques et de production de semences. L'étape transitoire du protoplaste permet, en l'absence de paroi, l'introduction d'
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Dans le chapitre « Manipulations cytologiques : l'œuf de souris »
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De plus en plus se développe l'étude de l'embryologie de la souris, qui, grâce à l'existence de nombreuses mutations, constitue un outil
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GÉNOMIQUE - Théorie et applications
Avec la fin du xxe siècle, le
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
GÉNOMIQUE - Génome artificiel
Le 20 mai 2010, des chercheurs du
HÉRÉDITÉ
Dans le chapitre « Les manipulations génétiques »
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À partir de 1965, des
MÉDECINE - Morale médicale et bioéthique
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Génie génétique. On sait depuis une vingtaine d'années transformer le patrimoine génétique d'un être vivant – en l'occurrence le colibacille –, rendre le colibacille résistant à tous les
MICROBIOLOGIE
Dans le chapitre « La microbiologie alimentaire » : […] ) ou de l'éthanol (par exemple, Saccharomyces cerevisiae). La production de composés pharmaceutiques comme l'insuline humaine peut nécessiter l'utilisation d'organismes microbiens génétiquement modifiés (O.G.M.) qui, dans le cas présent, sont exploités dans des conditions de confinement maîtrisable […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/microbiologie/#i_82580
MULLIS KARY BANKS (1944- )
durant une nuit de 1983, alors qu'il effectuait un long parcours automobile, que Mullis eut l'idée de la découverte qui allait faire sa renommée. Le problème qui le préoccupait était de trouver une méthode permettant d'identifier des gènes ou d'autres fragments d'un acide désoxyribonucléique (ADN), à partir d'une très petite quantité de substance […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/kary-banks-mullis/#i_82580
NUCLÉIQUES ACIDES
Dans le chapitre « Biosynthèse des ARN dans les virus à ARN »
: […]
de catalyser la synthèse d'ADN en utilisant l'ARN comme matrice. On l'utilise actuellement dans les expériences de
O.G.M. - Production et utilisation
Dans le chapitre « De la sélection génétique à la transgenèse » : […] La transgenèse procède autrement. Un des intérêts majeurs du génie génétique réside dans la possibilité d'introduire un gène isolé dans une cellule voire dans un organisme entier. Dans le premier cas, on obtient une cellule transformée et, dans le second, un organisme génétiquement modifié qui peut être une bactérie, une levure, une plante ou un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/o-g-m-production-et-utilisation/#i_82580
O.G.M. - Les risques
Les
ORGANISMES GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉS - (repères chronologiques)
1972 L'Américain
PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE
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'
PLANTES GÉNÉTIQUEMENT MODIFIÉES ET RÉSISTANCE
Dans le chapitre « P.G.M. résistantes aux insectes et aux herbicides » : […] aussi tolérance) à divers herbicides, notamment le glyphosate, principe actif du Roundup. Pour résister à leurs ravageurs, les P.G.M. contiennent, dans leur génome, un ou plusieurs gènes qui ont été insérés par transgenèse (et donc appelés transgènes) ; ils assurent la production de protéines insecticides. Ces transgènes proviennent pour l’ […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plantes-genetiquement-modifiees-et-resistance/#i_82580
PLASMIDES
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Dans le chapitre « Utilisation de cellules hybrides » : […] On peut fusionner deux cellules de type différent par addition de polyéthylène glycol, on obtient un hétérocaryon avec 2 noyaux. Si on fusionne une cellule musculaire et une cellule non musculaire, on constate que le noyau de la cellule non musculaire synthétise des ARN messagers de protéines spécifiques de la cellule musculaire. On en conclut que […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/regulations-biochimiques/#i_82580
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R-MOLÉCULES ou PROTÉINES RECOMBINANTES
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En 1978, Smith met au point la méthode de mutagenèse dirigée, qui lui permet de modifier un
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Dans le chapitre « Obtention de vecteurs viraux »
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Dans le chapitre « Création de variabilité »
: […]
VIRUS
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: […]
En ce qui concerne les vaccins, le développement industriel des techniques du
Voir aussi
Pour citer l’article
Louis-Marie HOUDEBINE, « GÉNIE GÉNÉTIQUE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 septembre 2017. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/genie-genetique/
