SÉQUENÇAGE, génétique moléculaire

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/#i_28310

SÉQUENÇAGE D'ADN, en bref

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

Dès son entrée à l'université de Cambridge en 1940, le Britannique Frederick Sanger se passionne pour la structure des macromolécules. En 1955, il publie la première séquence protéique, celle de l'insuline, qui lui vaut le prix Nobel de chimie en 1958. Il se tourne ensuite vers le séquençage des […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sequencage-d-adn-en-bref/#i_28310

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 Genomi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/sequencage-du-genome-humain-en-bref/#i_28310

BIOÉTHIQUE ou ÉTHIQUE BIOMÉDICALE

  • Écrit par 
  • Gilbert HOTTOIS
  •  • 7 814 mots
  •  • 2 médias

Dans le chapitre « Des questions renouvelées »  : […] La réactualisation des questions est le plus souvent le produit d’avancées techno-scientifiques. La mise au point d’une nouvelle technologie d’intervention dans le génome ( gene ou genome editing ) dénommée CRISPR, apparue en 2012, a ravivé une foule d’inquiétudes et d’espoirs. En 2016, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/bioethique-ethique-biomedicale/#i_28310

BIOLOGIE - La bio-informatique

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

Dans le chapitre « Assemblage des fragments  »  : […] Une fonction essentielle de la bio-informatique est l'aide à la « mise en forme » des génomes de grande taille. En effet, grâce aux apports de la robotique, le biologiste peut désormais séquencer des génomes complets. Toutefois, la technologie des robots ne permet pas de traiter plus de 700 nucléotides sur un seul fragment d'ADN à la fois : le génome est donc découpé, au préalable, en menus fragm […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biologie-la-bio-informatique/#i_28310

BIOTECHNOLOGIES

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

Dans le chapitre « L'essor des biotechnologies »  : […] Trois bouleversements sont à l'origine de l'essor des biotechnologies modernes : le développement d'outils moléculaires très performants ; l'explosion des connaissances dans le domaine de la génétique ; et, enfin, l'accumulation de données biologiques issues des vastes programmes internationaux de séquençage des génomes (génomique) . Les outils moléculaires du […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/biotechnologies/#i_28310

BOTANIQUE

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

Dans le chapitre «  L'avenir de la botanique »  : […] Les avancées technologiques dont la botanique a bénéficié depuis les années 1990 permettent d'imaginer les directions que pourrait prendre cette science dans un futur proche. La généralisation des systèmes d'information géographique (S.I.G.) permet notamment de disposer d'informations très précises sur la distribution géographique des espèces. De même, les techniques de séquençage dites de nouvel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/botanique/#i_28310

ÉVOLUTION

  • Écrit par 
  • Armand de RICQLÈS, 
  • Stéphane SCHMITT
  •  • 15 097 mots
  •  • 10 médias

Dans le chapitre « Le génome hiérarchique »  : […] La technique de séquençage inaugurée par Frederick Sanger en 1977 fait accomplir un bond technologique sans précédent à la biologie moléculaire. Le séquençage complet de génomes complexes devient possible. Il est réalisé pour la levure en 1996, et celui du génome humain à partir de 2001. Initialement réalisé dans des perspectives de retombées biomédicales, ce gigantesque effort conduit à une con […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/evolution/#i_28310

GÉNÉTIQUE

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

Dans le chapitre « Détermination de la séquence nucléotidique de l'ADN »  : […] Il est extrêmement aisé de déterminer l'enchaînement des nucléotides constituant un brin d'ADN. Deux techniques – dont les descriptions valurent le prix Nobel à leurs auteurs – sont couramment utilisées. La méthode de Maxam et Gilbert fait appel à des réactions chimiques clivant l'ADN au niveau de bases particulières. La méthode de Sanger est quant à elle fondée sur l'arrêt de l'allongement d'un […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genetique/#i_28310

GÉNIE GÉNÉTIQUE

  • Écrit par 
  • Louis-Marie HOUDEBINE
  •  • 3 326 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Séquençage de l'ADN »  : […] Les messages qui sont contenus dans l'ADN sont directement liés à l'ordre des bases qui constituent cette molécule. Le code génétique (fig. 2 ) définit les messages qui déterminent la structure des protéines. D'autres informations codées sont présentes dans l'ADN. C'est le cas, notamment, pour les éléments régulateurs des gènes, appelés promoteurs, qui précèdent la région transcrite en ARN messag […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genie-genetique/#i_28310

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_28310

ÉDITION DES GÉNOMES

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

Dans le chapitre « Le ciblage de l’ADN : les méganucléases »  : […] Les limitations de la recombinaison homologue ont poussé à chercher des méthodes plus efficaces. En effet, sur un autre front de la recherche, les techniques de séquençage de l’ADN, qui permettent de connaître l’ordre d’enchaînement des nucléotides, ont progressé d’une manière fulgurante, de sorte que l’on dispose de plusieurs milliers de génomes complets d’organismes différents, allant de l’hydr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/edition-des-genomes/#i_28310

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_28310

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 s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/projet-encode/#i_28310

GÉNOMIQUE - Théorie et applications

  • Écrit par 
  • Louis-Marie HOUDEBINE
  •  • 4 030 mots

Dans le chapitre « La cartographie physique des génomes »  : […] Les génomes peuvent être découpés en morceaux de taille variable contenant statistiquement de un à plusieurs centaines de gènes. Ces fragments sont introduits dans des vecteurs de clonage dont le type dépend de la longueur des fragments d'ADN qui y sont insérés. Le séquençage partiel des fragments permet de les ordonner. On dispose donc ainsi de l'ensemble d'un génome dans une série de vecteurs d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/genomique-theorie-et-applications/#i_28310

MYCOBACTÉRIES

  • Écrit par 
  • Carlo COCITO, 
  • Gabriel GACHELIN
  • , Universalis
  •  • 4 318 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre «  Génomique comparative  »  : […] La détermination de la séquence complète du génome de Mycobacterium leprae , qui a été publiée en février 2001 (S. T. Cole et al, « Massive Gene decay in the leprosy bacillus 2001 », in Nature , n o  409, pp. 1007-1011, 2001), devrait permettre d'y voir un peu plus clair dans les propriétés de ce proche parent du bacille de la tu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mycobacteries/#i_28310

NUCLÉIQUES ACIDES

  • Écrit par 
  • Jacques KRUH, 
  • Ethel MOUSTACCHI, 
  • Michel PRIVAT DE GARILHE, 
  • Alain SARASIN
  •  • 13 449 mots
  •  • 17 médias

Dans le chapitre « Détermination des séquences et de la structure primaire de l'ADN »  : […] La détermination de la séquence complète des nucléotides constitutifs d'ADN macromoléculaires biologiquement actifs représente une des performances les plus remarquables de la biologie moléculaire. Un premier succès important fut remporté par Frederick Sanger et ses collaborateurs (1975) avec la détermination de la séquence complète des nucléotides constitutifs de l'ADN monocaténaire circulaire d […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/acides-nucleiques/#i_28310

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_28310

PROTÉINES INFORMATIONNELLES

  • Écrit par 
  • Patrick FORTERRE
  •  • 625 mots

Depuis le premier séquençage complet du génome d'un organisme cellulaire (la bactérie Haemophilus influenzae ), en 1996, les patrimoines génétiques de plus de cinquante micro-organismes, de trois animaux et d'une plante ont été décryptés. La comparaison de tous ces génomes a confirmé la division du monde vivant en trois domaines (proposée par le biologiste américain Carl Woes […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/proteines-informationnelles/#i_28310

SANGER FREDERICK (1918-2013)

  • Écrit par 
  • Georges BRAM, 
  • Universalis
  •  • 748 mots
  •  • 2 médias

Biochimiste britannique né le 13 août 1918 à Rendcombe (Gloucestershire), décédé à Cambridge le 19 novembre 2013, Frederick Sanger fait ses études à Cambridge, où il obtient en 1943 un doctorat de biochimie. De 1944 à 1951, il bénéficie d'une bourse de recherche, puis il intègre le Conseil de la recherche médicale en 1951, et y restera jusqu'à son départ en retraite en 1983. En 1962, Sanger rejoi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/frederick-sanger/#i_28310

TRISOMIE 21 ou SYNDROME DE DOWN ou MONGOLISME

  • Écrit par 
  • Gabriel GACHELIN
  •  • 3 035 mots
  •  • 6 médias

Dans le chapitre « Révolution génomique dans la trisomie 21 : le dépistage prénatal non invasif »  : […] Le problème majeur est que, selon la HAS en 2014, parmi 18 600 amniocentèses réalisées après une appréciation des risques de trisomie supérieure à 1 pour 250, la trisomie 21 n’avait été retrouvée que dans 760 cas, soit environ 4 p. 100 des amniocentèses. Ainsi, 95 p. 100 des amniocentèses pourraient être évitées si on disposait d’un test non invasif capable de fournir des conclusions à valeur rée […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/trisomie-21-ou-syndrome-de-down-ou-mongolisme/#i_28310

USUTU VIRUS

  • Écrit par 
  • Yannick SIMONIN
  •  • 2 253 mots
  •  • 3 médias

Dans le chapitre « La biologie du virus Usutu »  : […] Usutu a été isolé pour la première fois en Afrique du Sud en 1959. Il a été baptisé d’après la rivière du même nom, située dans l'Eswatini (ex-Swaziland), petit pays d’Afrique ayant une frontière commune avec l’Afrique du Sud, où il a été identifié pour la première fois, en 1959 chez un moustique Culex neavei . C’est un arbovirus de la famille des Flavi […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/virus-usutu/#i_28310

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 séquence […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/variation-biologie/#i_28310

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_28310

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_28310

WILSON ALAN CHARLES (1934-1991)

  • Écrit par 
  • Pascal PICQ
  •  • 1 035 mots

Les travaux d'Alan Wilson, spécialiste de la biologie moléculaire et technicien talentueux, ont bousculé les conceptions des anthropologues sur la place de l'homme dans la nature et sur l'origine de l'homme moderne. Co-inventeur du principe de l'horloge moléculaire, qui rythme de ses mutations la séparation des espèces, et de l'« Ève mitochondriale », qui aurait cédé, il y a deux cent mille ans, s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/alan-charles-wilson/#i_28310


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Bioinformatique : assemblage de fragments d'ADN

dessin

Les données de départ sont constituées par des fragments d'ADN (6 fragments appartenant au brin direct et 8 fragments appartenant au brin complémentaire, qui, dans cette fenêtre, sont localisés dans le génome sur les positions 1940 à 2000) lus par le robot séquenceur Le programme... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Exploration du génome et bio-informatique, B. Jordan

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Bertrand Jordan, chercheur retraité en biologie moléculaire et génétique et membre de l'Organisation européenne de biologie moléculaire, nous définit dans un entretien ce que sont la bioinformatique et la génomique et répond à quelques questions : En quoi la bioinformatique a-t-elle... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Clonage et sous-clonages

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De haut en bas, chromosome (environ 100 mégabases d'ADN), segment cloné dans un chromosome artificiel de levure (environ 500 kilobases), sous-clonage d'une partie de ce dernier dans un cosmide (environ 30 kilobases), carte du segment cloné (avec indication des sites de coupure par des enzymes de... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Génome de la levure

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Les six mille gènes trouvés dans le génome de la levure grâce à l'interprétation de sa séquence se répartissent en différentes catégories illustrées par ce «camembert» Les gènes connus (avant séquençage) représentent nettement moins de la moitié de ce total Parmi les autres gènes... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Position d'un nucléotide dans l'ADN

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À partir d'une molécule d'ADN clivée par chauffage (dénaturation), on a pu cloner de l'ADN simple brin (schéma du haut) Une amorce, constituée de quelques nucléotides, a été détachée du brin complémentaire et permettra le démarrage d'une copie du brin d'ADN à étudier Elle se produit... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Taille de divers génomes

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La taille des génomes est figurée par le nombre de volumes (1000 pages, 15000 signes par page, soit le format d'un annuaire téléphonique) nécessaires pour imprimer la totalité de la séquence d'ADN Dans ces conditions, il faudrait 200 annuaires pour la séquence humaine, une dizaine pour la... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Bioinformatique : assemblage de fragments d'ADN
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Exploration du génome et bio-informatique, B. Jordan
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Clonage et sous-clonages
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Génome de la levure
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Position d'un nucléotide dans l'ADN
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Taille de divers génomes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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