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

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Généalogie du dodo

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Appariement des brins d’ADN

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Cinétique d’une réaction de PCR

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Diagnostic d’un agent pathogène

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L'évolution de la PCR est dictée par les questions posées

Avant que la PCR ne devienne un outil polyvalent, de nombreuses modifications ont été apportées au schéma initial. Au début des années 1980, les chercheurs devaient passer les tubes d'un bain-marie, à une certaine température, à un autre pour modifier la température de réaction et ajouter une nouvelle enzyme après chaque dénaturation. La Taq polymérase, ajoutée une seule fois en début de cycle, a permis l'automatisation de la PCR, ce qui a assuré son succès. La Taq polymérase est une enzyme qui a été initialement extraite d'une bactérie (Thermus aquaticus) des sources chaudes (80-90 0C) du Steamboat Geyser dans le parc de Yellowstone, aux États-Unis. Sa température optimale d'action est de 72 0C, et elle est capable de résister à des températures allant jusqu'à 100 0C. Pendant la PCR, elle résiste donc aux alternances de chauffage et de refroidissement, et permet une amplification efficace. Les étapes de la réaction sont réalisées automatiquement et sans interruption dans un thermocycleur – un bloc programmable où la température peut varier très rapidement et très précisément de 0 0C à 100 0C. La stabilité thermique de la Taq polymérase a ainsi permis d'automatiser les cycles d'amplification. Des améliorations successives ont rendu l'usage des thermocycleurs plus commode et ont permis d'augmenter considérablement le nombre d'échantillons amplifiés simultanément.

Mais c'est surtout dans le domaine des réactifs que les innovations ont été le plus notables. De nombreux additifs permettent de faire varier la spécificité (c'est-à-dire la possibilité que la réaction se fasse en dépit d'une hybridation imparfaite des amorces sur l'ADN, ce qui est nécessaire lorsque la séquence n'est pas exactement connue), la sensibilité (c'est-à-dire la capacité de la réaction de se faire malgré le faible nombre de molécules cibles dans la matrice initiale) et enfin l'efficacité de la PCR.

De nombreux types de polymérases ont également vu le jour, afin de pallier les limitations de la Taq polymérase naturelle. Par exemple, la Taq ét [...]


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POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR)

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En 1983, Kary Mullis, chercheur de la jeune firme de biotechnologie californienne Cetus, invente la polymerase chain reaction (PCR), une technique qui permet d'amplifier plusieurs millions de fois tout fragment d'ADN, pour peu qu'on connaisse la séquence de ses extrémités. Véritable photocopieuse à gènes, la PCR […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/polymerase-chain-reaction-pcr/#i_12292

BACTÉRIOLOGIE

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  • Michel DESMAZEAUD, 
  • Didier LAVERGNE, 
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Dans le chapitre « Méthodes »  : […] Les techniques de bactériologie moléculaire sont essentiellement fondées sur la propriété d'appariement des bases complémentaires des deux brins de la molécule d'ADN et celle des bases de l'ARN avec l'ADN, propriété grâce à laquelle on peut réaliser l'hybridation moléculaire. Cette technologie est fondée sur l'utilisation d'enzymes clivant l'ADN à certains sites précis de la molécule double brin […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bacteriologie/#i_12292

BIOLOGIE - La biologie moléculaire

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  • Gabriel GACHELIN
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Dans le chapitre « Technologie du génie génétique et de l'ADN recombinant »  : […] Le virage vers « l'organisme supérieur » ne se révèle cependant productif qu'avec l'introduction des méthodes de la génétique moléculaire (ou génie génétique, ou manipulation génétique, selon les intentions), qui ne deviennent réellement efficaces qu'après 1980. On désigne ainsi un ensemble de manipulations in vitro de l'ADN mises au point à partir de 1975 en tirant partie des connaissances accu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-biologie-moleculaire/#i_12292

BIOLOGIE - La bio-informatique

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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☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-bio-informatique/#i_12292

DENGUE

  • Écrit par 
  • Philippe DESPRÈS
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Dans le chapitre « Le diagnostic de la dengue au laboratoire »  : […] Les analyses réalisées au laboratoire sont essentielles pour le diagnostic de la dengue, dont les signes cliniques varient sensiblement selon les individus et la sévérité de l'infection virale. Le sérum, le sang total ou le plasma sont souvent utilisés pour la recherche d'une infection par le virus de la dengue. Pendant la phase aiguë de la maladie, la virémie est recherchée par PCR en temps réel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/dengue/#i_12292

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FIÈVRES HÉMORRAGIQUES VIRALES

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GÉNIE GÉNÉTIQUE

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Dans le chapitre « Amplification de gènes »  : […] Le clonage décrit dans la figure 3 permet une amplification de la région clonée, mais ce procédé ne se prête pas à des opérations en série. Une autre technique, appelée PCR ( Polymerase Chain Reaction ), permet de multiplier, en une heure seulement et spécifiquement, un million de fois une région de l'ADN correspondant à quelques milliers de bases ou moins. Le principe de cet […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genie-genetique/#i_12292

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Survenue en 1918-1919, la grippe dite espagnole a tué environ vingt millions de personnes, c'est-à-dire davantage que la Première Guerre mondiale. Elle est de ce fait restée dans la mémoire collective au même titre que les grandes pestes ou les épidémies de choléra . S'il s'agit très certainement d'une grippe au sens clinique du terme, l'agent infectieux qui en a été responsable n'a pas pu être id […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/grippe-espagnole/#i_12292

HÉPATITE C

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HISTOLOGIE

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Biologiste moléculaire américain né le 28 décembre 1944 à Lenoir (Caroline du Nord). Kary Banks Mullis fait ses études à l'institut de technologie de Georgie et à l'université de Berkeley (Californie) où il obtient son doctorat en 1973. Après avoir effectué des recherches à l'école médicale de l'université du Kansas puis à l'université de Californie à San Francisco, il rejoint en 1979 une entrepri […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/kary-banks-mullis/#i_12292

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TUBERCULOSE

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VIROLOGIE

  • Écrit par 
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Dans le chapitre « Identification du virus »  : […] Le diagnostic visuel, qui s'appuie sur l'observation des symptômes, permet souvent d'identifier un virus. Toutefois, dans de nombreux cas, cette observation reste insuffisante si les symptômes sont difficilement reconnaissables, voire invisibles à l'œil nu. On peut alors avoir recours au microscope électronique, qui permet de visualiser les particules virales dont la morphologie est souvent typiqu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/viroses-vegetales/#i_12292

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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 16 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/pcr-amplification-en-chaine-par-polymerase/