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

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La PCR, un bricolage moléculaire

La PCR repose sur une sorte de « bricolage », qui associe diverses connaissances sur l'ADN. Au début des années 1950, on montre que l'ADN est une double hélice dont chaque brin s'enroule autour de l'autre selon la complémentarité de la séquence de leurs bases nucléiques : en face d'un A se trouve un T, en face d'un C se trouve un G. Il est possible de dissocier les brins par chauffage, et cela de manière réversible ; ils se réassocient correctement au cours du refroidissement. La notion clé de la PCR est la manière dont deux brins d'ADN se reconnaissent et s'apparient. Dès qu'un fragment d'ADN dépasse une certaine longueur (environ une vingtaine de bases), ce fragment peut s'associer à la région de séquence complémentaire d'un brin d'ADN. La PCR est fondée sur ce principe de complémentarité des séquences de bases et sur celui de la dissociation-réassociation sous l'effet de changements de température. Au début des années 1960, on montre que la synthèse de chaque brin est assurée par des enzymes, les ADN polymérases, qui fabriquent un brin neuf d'ADN par copie de l'autre brin, en partant d'une extrémité. Dans la PCR, on apparie, à l'extrémité de chaque brin de l'ADN d'un gène, un court fragment d'ADN (fig. 1) d'une vingtaine de bases (appelé amorce) dont la séquence est complémentaire de celle qui est présente à chaque extrémité de la séquence d'ADN du gène ; ensuite, une polymérase complète la séquence d'ADN à partir de ces amorces en copiant le brin auquel l'amorce s'est fixée. Si on veut répéter l'opération, il faut dissocier les brins et les amorces entre chaque synthèse pour permettre le retour aux conditions initiales d'appariement. Cela se fait par chauffage. Mais, comme le chauffage détruit la plupart des polymérases, il faut en ajouter pour recommencer le cycle de synthèse. La solution à ce dernier problème est venue de l'étude d'organismes qui vivent dans des conditions extrêmes – ici dans des sources chaudes – et dont l'ADN polymérase fonctionnant à haute température a été sélectionnée. L'association de ces connaissances d [...]

Appariement des brins d’ADN

Dessin : Appariement des brins d’ADN

Dessin

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Appariement des brins d’ADN

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Cinétique d’une réaction de PCR

Cinétique d’une réaction de PCR
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Diagnostic d’un agent pathogène

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Pour citer l’article

Véronique BARRIEL, « PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 13 octobre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/pcr-amplification-en-chaine-par-polymerase/