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Notion de gène et trangénèse

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Objectif(s)

Comment la structure de l'ADN lui permet-elle de contenir une information ?
Définir la transgénèse et connaître les étapes de la technique.
Citer des exemples d'utilisations de la transgénèse par l'homme.

1. Notion de gène

a. Localisation de l'information génétique

L'ensemble du programme génétique appelé aussi génome est porté par les chromosomes.
Dans les cellules eucaryotes les chromosomes sont contenus dans le noyau, dans les cellules procaryotes il est contenu dans le cytoplasme.
Chaque chromosome est une molécule d'ADN comportant de nombreux gènes.
Pour avoir un ordre d'idée le génome humain possèderait environ 25 000 gènes.
Une cellule humaine renferme 46 chromosomes homologues par paire, une cellule contient donc chaque gène en double exemplaire.

Attention : la totalité de l'information génétique n'est pas contenue uniquement dans les noyaux, on peut aussi trouver des molécules d'ADN dans les mitochondries ou les chloroplastes.

b. Une séquence de nucléotides code pour un message

Un gène est une séquence d'ADN codant pour un caractère, c'est-à-dire une succession ordonnée de nucléotides possédant un début et une fin. L'ADN est donc le support de l'information génétique.
La comparaison de divers fragments d'ADN d'espèces différentes montre que le seul paramètre qui varie au sein d'une molécule d'ADN est l'ordre dans lequel se succèdent les nucléotides. Cet ordre constitue une séquence de nucléotides.
La comparaison montre également qu'ils sont identifiables non seulement par l'ordre d'enchaînements des nucléotides, mais également par la longueur de la séquence.

Doc. 1 : Exemples de séquences de nucléotides.

2. La transgénèse

a. Définition et technique

La trangénèse est un procédé qui permet de transférer un gène d'un individu à un autre.

Ce procédé s'effectue en 5 étapes :
a) identification du gène d'intérêt ;
b) construction du transgène ;
c) insertion du transgène dans un vecteur ;
d) introduction du transgène dans la cellule cible ;
e) sélection des individus transformés.

L'individu résultant de la transgénèse est appelé : Organisme Génétiquement Modifié (OGM).

b. Utilisations par l'homme

Initialement ce procédé permettait à la recherche scientifique de déterminer le rôle, les actions ou la localisation des gènes des espèces étudiées.
On lui a vite trouvé d'autres avantages :
- notamment dans le domaine de la santé où il est utilisé pour produire des molécules thérapeutiques ou des vaccins.
- Dans le domaine de l'agronomie on l'utilise pour conférer aux végétaux des résistances à des insectes, des maladies ou herbicides.
- Dans le domaine de l'alimentation, on augmente par ce procédé la qualité nutritionnelle des fruits et des légumes ou l'on retarde leur maturation pour éviter le pourrissement.
- Dans le domaine de l'industrie on l'utilise pour obtenir des huiles industrielles comme le colza permettant de développer des lubrifiants ou plastiques biodégradables. On peut aussi produire des colorants en introduisant un gène codant pour un pigment et ainsi obtenir du coton coloré sans avoir recours à des teintures chimiques.

Il faut bien comprendre que ce procédé est assez récent et que l'on a peu de recul sur les effets à long terme pour la santé humaine ou la biodiversité. Cela reste de la manipulation génétique et même s'il existe des utilisations réellement bénéfiques, certaines notamment dans le domaine de l'alimentation sont à prendre avec précaution. Il n'a pas été prouvé que la consommation à long terme d'OGM n'a aucun effet sur la santé humaine.

L'essentiel

Le gène est défini comme un fragment d'ADN de longueur donnée et caractérisé par sa séquence en nucléotides.
Chaque gène est à l'origine d'un caractère particulier.

La trangénèse est un procédé en 5 étapes qui permet de transférer un gène d'un individu à un autre :
a) identification du gène d'intérêt ;
b) construction du transgène ;
c) insertion du transgène dans un vecteur ;
d) introduction du transgène dans la cellule cible ;
e) sélection des individus transformés.
La transgénèse est utilisée dans de nombreux domaines : la recherche scientifique, la santé humaine, l'agronomie, l'alimentation ou industriel.

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