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

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

Diagnostic d’un agent pathogène
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La PCR, l'usine flexible des chercheurs

La polyvalence des procédures est le résultat de l'adaptation de la PCR aux questions sans cesse nouvelles des chercheurs. Les applications de la PCR sont de ce fait considérables.

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 fluorescentes à l'intérieur de capillaires dans la première génération d'appareils de séquençage. L'évolution des machines à séquencer a été très rapide et, même si on entrevoit le séquençage direct de l'ADN sans amplification préalable, toutes les méthodes exigent de disposer de quantités significatives d'ADN, donc d'ADN amplifié (fig. 2).

Cinétique d’une réaction de PCR

Cinétique d’une réaction de PCR

Dessin

Au temps 0, l’ADN, les amorces et le milieu réactionnel sont mélangés. En a, l’ensemble est brusquement porté à 95 0C. En b, la température est abaissée et les amorces s’hybrident aux séquences dont elles sont complémentaires, puis, en c, la température est élevée à environ 70 ou... 

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Dans les technologies de séquençage dites « de deuxième génération », on amplifie la totalité du génome en amplifiant au hasard un très grand nombre de petits fragments qui ne sont pas définis a priori. Ces petits fragments sont ensuite séquencés en parallèle, par centaines de milliers ou de millions. La séquence initiale de l'ADN est reconstituée à partir de ces millions de courtes séquences, grâce à des programmes de la bio-informatique. Toutes les machines actuelles exigent donc une étape d'amplification de l'ADN par PCR rendue indépendante de la séquence génomique, par l'addition aux extrémités des fragments d'une courte séquence d'ADN synthétique qui sert d'amorce universelle à plusieurs centaines de milliers ou de millions de fragments d'ADN. Ces fragments sont isolés physiquement dans des microréacteurs liquides ou sur une surface solide. Cette méthode permet de s'affranchir de la principale limitation de la PCR ciblée : la spécificité des amorces qui nécessite la connaissance a priori de la séquence cible (fig. 3). L'ensemble est rapide et peu onéreux : le séquenç [...]

Diagnostic d’un agent pathogène

Diagnostic d’un agent pathogène

Dessin

L’ADN total est extrait d’une biopsie faite sur un malade et soumis à une PCR en utilisant des amorces spécifiques d’un agent pathogène donné ou de sa famille moléculaire. Après amplification, les produits de réaction peuvent être séparés par électrophorèse et identifiés par leur... 

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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

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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

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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

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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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Pour citer l’article

Véronique BARRIEL, « PCR (polymerase chain reaction) ou AMPLIFICATION EN CHAÎNE PAR POLYMÉRASE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 septembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/pcr-amplification-en-chaine-par-polymerase/