GÉNOMIQUEThéorie et applications

Carte mentale

Élargissez votre recherche dans Universalis

Génomique fonctionnelle

L'étude de l'expression de gènes

Depuis les années 1980, les biologistes étudient finement l'expression de certains gènes qu'ils ont pu identifier. Cette approche artisanale va s'amplifier et venir compléter la nécessaire description systématique des gènes des organismes vivants.

Les séquences de gènes identifiés peuvent être utilisées comme des sondes moléculaires pour déterminer à quelles périodes de la vie de l'organisme et dans quels organes ces gènes sont exprimés. Cette approche systématique est devenue nécessaire. Un nombre croissant de gènes dont les fonctions étaient totalement inconnues deviendra disponible. Il reste à établir les patrons d'expression de tous ces gènes pour tenter de définir leur rôle. En pratique, l'opération consiste à évaluer systématiquement dans quels types cellulaires sont exprimés les 25 000 gènes humains par exemple. Le patron d'expression d'un génome est appelé le transcriptome. Les outils essentiels utilisés pour mesurer l'expression simultanée d'un grand nombre de gènes sont des puces à ADN (cf. génie génétique).

De la même manière, des électrophorèses bidimensionnelles permettent désormais d'identifier systématiquement les protéines présentes dans un tissu donné. Il existe également des puces à protéines semblables dans leur principe aux puces à ADN. La présence d'une protéine dans un extrait cellulaire est révélée par la mise en contact de l'extrait avec des plaques sur lesquelles sont fixées des molécules très variées capables de se lier de manière spécifique à des protéines. L'ensemble des protéines synthétisées par un organisme vivant est nommé protéome, par analogie avec le génome et le transcriptome. Les données obtenues nécessiteront également un traitement informatique. Cela est d'autant plus vrai que les gènes de différents organismes vivants dérivent les uns des autres. Il peut être ainsi très fructueux de comparer l'expression de deux gènes présentant [...]


1  2  3  4  5
pour nos abonnés,
l’article se compose de 7 pages




Écrit par :

  • : directeur de recherche, unité de biologie du développement et reproduction, Institut national de la recherche agronomique

Classification


Autres références

«  GÉNOMIQUE  » est également traité dans :

GÉNOMIQUE - Vue d'ensemble

  • Écrit par 
  • Jean DAUSSET
  •  • 544 mots

S'il y a une branche de la science où les chercheurs de notre génération ont dû complètement se recycler, c'est bien celle de la biologie moléculaire. En effet, l'irruption de celle-ci dans les laboratoires de recherche médicale a provoqué une véritable révolution conceptuelle et technique. Ceux qui avaient été formés à la recherche alors qu'elle en était encore à la biochimie et à la physiologie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-vue-d-ensemble/

GÉNOMIQUE - Le séquençage des génomes

  • Écrit par 
  • Bertrand JORDAN
  •  • 4 700 mots
  •  • 5 médias

La séquence de l'ADN constitue en quelque sorte l'anatomie d'un génome : elle indique les formules des protéines dont celui-ci dirige la synthèse. Sa connaissance est donc cruciale pour la biologie, mais les techniques nécessaires pour la déchiffrer ne sont apparues qu'assez récemment. D'abord très lentes et laborieuses, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-le-sequencage-des-genomes/

GÉNOMIQUE - Les fusions cellulaires

  • Écrit par 
  • Georges BARSKI, 
  • Marc FELLOUS, 
  • France LATRON
  •  • 3 122 mots
  •  • 1 média

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 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-les-fusions-cellulaires/

GÉNOMIQUE - La transgenèse

  • Écrit par 
  • Pascale BRIAND
  •  • 7 278 mots
  •  • 2 médias

On qualifie de transgenèse la transformation intentionnellement opérée dans le patrimoine génétique « naturel » (ou encore « sauvage ») d'une espèce pour créer des populations dites transgéniques constituées d'organismes génétiquement modifiés (O.G.M.) ayant acquis une nouvelle caractéristique liée à l'expression […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-la-transgenese/

GÉNOMIQUE - Génomique et cancérologie

  • Écrit par 
  • Daniel LOUVARD, 
  • François SIGAUX
  •  • 4 773 mots
  •  • 1 média

Le décryptage du génome humain, au début du xxie siècle, a facilité l'analyse du fonctionnement cellulaire sous l'influence des gènes. D'où l'entrée en scène d'une génomique fonctionnelle cancérologique qui s'attache notamment à comprendre, afin de les contrôler, les mécanismes de l'oncogenèse qui sont à l'or […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-genomique-et-cancerologie/

GÉNOMIQUE - Génome artificiel

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 2 140 mots

Le 20 mai 2010, des chercheurs du John Craig Venter Institute aux États-Unis ont publié en ligne, sur le site Internet de la revue américaine « Science », un article intitulé « Création d'une cellule bactérienne contrôlée par un génome synthétisé chimiquement ». Il ne s'agit pas de vie ou de cellule synthétique comme on l'a souvent lu dans les médi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-genome-artificiel/

BIOLOGIE - Les pratiques interventionnelles

  • Écrit par 
  • François GROS
  •  • 6 550 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Effacement sélectif de gènes par recombinaison homologue »  : […] Tandis que les techniques dérivées de la biologie moléculaire permettent de faire s'exprimer des gènes surnuméraires dans les cellules de micro-organismes ou d'organismes eucaryotes, elles rendent également possible, symétriquement parlant, l'élimination ou l'inhibition spécifique de tel ou tel déterminant génique particulier. La technique d'effacement (ou invalidation) de gène ( knock-out en ang […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-les-pratiques-interventionnelles/#i_28477

BIOLOGIE - La bio-informatique

  • Écrit par 
  • Bernard CAUDRON
  •  • 5 439 mots
  •  • 3 médias

La bio-informatique est une application des techniques informatiques au traitement massif de données biologiques. Elle est spécialement utilisée pour l'analyse des séquences génomiques et des protéines. Le terme de bio-informatique est apparu en 1995 dans des publications scientifiques et des programmes de recherche, avec les premiers pas de la génomique. Cette discipline prend en effet appui sur […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-bio-informatique/#i_28477

BIOTECHNOLOGIES

  • Écrit par 
  • Pierre TAMBOURIN
  •  • 5 346 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « La biologie systémique »  : […] Elle résulte directement des nouvelles technologies nées du développement de la génomique (transcriptome, protéome, métabolome) et capables d'appréhender désormais le vivant à un niveau de complexité qui impose une bio-informatique solide susceptible de stocker les innombrables données obtenues mais aussi d'aider à leur interprétation en permettant de conceptualiser la signification profonde de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biotechnologies/#i_28477

BOTANIQUE

  • Écrit par 
  • Sophie NADOT, 
  • Hervé SAUQUET
  •  • 5 627 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « L'apport des outils modernes »  : […] Depuis les années 1990, les avancées technologiques sont telles que la recherche scientifique s'est accélérée, engendrant des bouleversements imprévisibles de notre compréhension du monde, y compris celui des plantes. La génomique, par exemple, est en train de révéler une évolution et un fonctionnement bien plus complexe des génomes d'eucaryotes (organismes pourvus d'un noyau) que l'on n'avait pu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/botanique/#i_28477

CANCER - Cancer et santé publique

  • Écrit par 
  • Maurice TUBIANA
  •  • 14 709 mots
  •  • 8 médias

Dans le chapitre « Perspectives thérapeutiques nouvelles »  : […] Le choix d'un traitement dépend du type de la tumeur et de son extension au niveau local et à distance (métastases). Il nécessite une connaissance pratique des différentes possibilités d'action. Dans de nombreux cas, le traitement peut faire appel successivement ou simultanément à différents types de thérapeutique. Par exemple, l'acte chirurgical pourra être précédé ou suivi de chimiothérapie, ch […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cancer-cancer-et-sante-publique/#i_28477

CHIMIE - La chimie aujourd'hui

  • Écrit par 
  • Pierre LASZLO
  •  • 10 832 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « Évolution moléculaire »  : […] En 1965, Linus Pauling (1901-1994) et Emile Zuckerkandl (1922-2013) montraient comment reconstruire l'évolution des organismes en se basant sur l'analyse comparative des séquences d'acides aminés au sein d'une même protéine (hémoglobine) ou de protéines apparentées. Ils formulèrent la notion d'horloge moléculaire, en tenant compte des mutations. Durant les décennies qui suivirent, l'étude de l'é […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-la-chimie-aujourd-hui/#i_28477

CYTOGÉNÉTIQUE MOLÉCULAIRE

  • Écrit par 
  • Simone GILGENKRANTZ
  •  • 442 mots

Avec les techniques de haute résolution, acquises dans les années 1980, sur des chromosomes très étirés au stade de prométaphase, la distinction des micro-bandes de ces derniers (correspondant biochimiquement à des valeurs de 1,5 × 10 6  paires de bases) atteignit la limite des méthodes d'exploration conventionnelle. Durant quelques années, dans l'exploration du génome, le fossé entre l'échelle c […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cytogenetique-moleculaire/#i_28477

DÉCHIFFRAGE DU GÉNOME NÉANDERTALIEN

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 298 mots
  •  • 1 média

Longtemps, les chercheurs travaillant sur l'évolution récente de l'homme n'ont eu à leur disposition que des objets matériels qui se conservent relativement bien : squelettes, constructions, poteries, outils, restes alimentaires, ou encore peintures et gravures. L'accès au patrimoine génétique (le génome) des hommes préhistoriques paraissait impossible. Pourt ant, l'amélioration constante des tec […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dechiffrage-du-genome-neandertalien/#i_28477

GÉNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Axel KAHN, 
  • Philippe L'HÉRITIER, 
  • Marguerite PICARD
  •  • 25 812 mots
  •  • 33 médias

Dans le chapitre « Le génome »  : […] Au sens strict, le génome est l'ensemble des gènes d'un organisme. Par extension, on utilise ce terme pour désigner l'ensemble des molécules portant les gènes, c'est-à-dire l'ADN. On utilise souvent, comme unité de mesure des acides nucléiques, la kilobase (ou kilopaires de bases pour l'ADN double brin). On dira donc que le génome «  haploïde » (= par jeu de chromosomes) qui compte chez l'homme 3  […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genetique/#i_28477

PROJET GÉNOME HUMAIN

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 775 mots
  •  • 1 média

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/projet-genome-humain/#i_28477

ÉDITION DES GÉNOMES

  • Écrit par 
  • Gilles SAUCLIÈRES
  •  • 3 922 mots
  •  • 3 médias

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/edition-des-genomes/#i_28477

ÉDITION DU GÉNOME HUMAIN

  • Écrit par 
  • Jean-Hugues DÉCHAUX
  •  • 6 468 mots
  •  • 2 médias

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/edition-du-genome-humain/#i_28477

ENCODE PROJET

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 1 418 mots
  •  • 1 média

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/projet-encode/#i_28477

GÉNOME NÉANDERTALIEN

  • Écrit par 
  • Eva-Maria GEIGL, 
  • Thierry GRANGE, 
  • Bruno MAUREILLE
  •  • 3 256 mots
  •  • 2 médias

Paléoanthropologues et biologistes de l'évolution humaine ont assisté en 2010 au déchiffrage d'une partie du génome néandertalien. Cette lignée humaine, qui a peuplé l'Asie de l'Ouest et l'Europe pendant 400 000 ans, a disparu il y a environ 30 000 ans. Elle est considérée comme la plus proche de la lignée de l'Homme moderne, seul survivant de toutes les espèces humaines ayant existé. Mais on est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genome-neandertalien/#i_28477

HÉRÉDITÉ

  • Écrit par 
  • Charles BABINET, 
  • Luisa DANDOLO, 
  • Jean GAYON, 
  • Simone GILGENKRANTZ
  •  • 11 220 mots
  •  • 7 médias

Dans le chapitre « Organisation des génomes »  : […] Les gènes, quelles que soient leurs variantes alléliques, étant situés en un point précis du chromosome, appelé locus , il a été possible d'établir la carte du génome humain. Elle peut être consultée sur des bases de données informatisées comme genatlas ou the genome database . De plus, comme de nombreux gènes ont été conservés au cours de l'évolution, les données informatisées comportent des lie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/heredite/#i_28477

PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE

  • Écrit par 
  • Véronique BARRIEL
  •  • 4 885 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Détermination des séquences d'ADN : l'explosion de la génomique »  : […] La plus connue des applications de la PCR est le séquençage des molécules d'ADN, c'est-à-dire la détermination de la succession des nucléotides qui les composent, source d'une quantité considérable d'informations en biologie. Les techniques de séquençage ont beaucoup évolué depuis les méthodes manuelles des débuts, remplacées par la migration des fragments d'ADN marqués par des sondes fluorescente […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/pcr-amplification-en-chaine-par-polymerase/#i_28477

PHYLOGÉNOMIQUE

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 3 010 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Bio-informatique et phylogénomique »  : […] Tout autre est la situation créée par la possibilité de comparer des génomes entiers ou un grand nombre de gènes. Une solide bibliothèque de génomes complets et de gènes isolés s'est constituée à partir d'un grand nombre d'organismes différents et s'enrichit à chaque nouveau séquençage. L'acquisition d'une telle quantité de données est devenue possible grâce à de nombreuses innovations technologi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/phylogenomique/#i_28477

PLASTES

  • Écrit par 
  • Roger BUVAT, 
  • Gérard LEDOIGT
  •  • 5 702 mots
  •  • 4 médias

Dans le chapitre « Cartographie de l'ADN plastidial »  : […] L'utilisation d'endonucléases et la séparation électrophorétique des fragments de restriction ont permis de mettre en évidence des séquences répétées de l'ADN chloroplastique. Ces régions contiennent les opérons ribosomiques. Chez la plupart des plantes supérieures et chez Chlamydomonas , on trouve deux régions répétées, arrangées en position inverse. De petites séquences répétées ont aussi été m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plastes/#i_28477

PROGRAMME GÉNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Corinne ABBADIE
  •  • 8 008 mots
  •  • 1 média

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/programme-genetique/#i_28477

RÉTROTRANSCRIPTION DE L'ADN

  • Écrit par 
  • Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  •  • 369 mots

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/retrotranscription-de-l-adn/#i_28477

SLONIMSKI PIOTR (1922-2009)

  • Écrit par 
  • Bernard DUJON
  •  • 859 mots
  •  • 1 média

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/piotr-slonimski/#i_28477

VARIATION, biologie

  • Écrit par 
  • Jean GÉNERMONT
  •  • 9 369 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Déterminations précises de séquences »  : […] Comme on vient de le voir, certains traits des variations des séquences de l'ADN peuvent être révélées sans faire appel aux techniques lourdes du séquençage systématique. Celles-ci ont néanmoins apporté d'importants progrès des connaissances sur la variation génétique. Un exemple démonstratif en est fourni par un travail portant, chez Drosophila melanogaster , sur 11 séquences homologues incluant […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/variation-biologie/#i_28477

VENTER JOHN CRAIG (1946- )

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 645 mots
  •  • 1 média

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/john-craig-venter/#i_28477

VIROLOGIE

  • Écrit par 
  • Sophie ALAIN, 
  • Michel BARME, 
  • François DENIS, 
  • Léon HIRTH
  •  • 10 443 mots
  •  • 7 médias

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/virologie/#i_28477

WEISSENBACH JEAN (1946- )

  • Écrit par 
  • Bernard DUJON
  •  • 1 070 mots

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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/jean-weissenbach/#i_28477

SÉQUENÇAGE DU GÉNOME HUMAIN, en bref

  • Écrit par 
  • Nicolas CHEVASSUS-au-LOUIS
  •  • 190 mots

Le 12 février 2001, les revues scientifiques Nature et Science publient la séquence quasi complète des 3 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 entamé ses travaux au début des années 1990, et la firme privée américaine Celera Genomics, qui débuta les siens en 1999 et ra […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sequencage-du-genome-humain-en-bref/#i_28477

Voir aussi

Pour citer l’article

Louis-Marie HOUDEBINE, « GÉNOMIQUE - Théorie et applications », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-theorie-et-applications/