Le génie génétique (ou biotechnologie) est l'ensemble des techniques qui permettent de manipuler l'ADN : isoler, couper, modifier, transférer des gènes d'un organisme à un autre. Concept central : l'ADN recombinant est une molécule d'ADN artificielle créée en combinant des fragments d'ADN provenant d'organismes différents. Organisme génétiquement modifié (OGM) : organisme dont le génome a été modifié par insertion d'un ou plusieurs gènes étrangers. Outils fondamentaux : • Enzymes de restriction : enzymes bactériennes qui coupent l'ADN à des séquences précises (sites de restriction). Elles laissent des 'extrémités cohésives' (sticky ends) qui permettent l'assemblage. • Ligases : enzymes qui 'collent' les fragments d'ADN ensemble (ligation) • Vecteurs : molécules qui transportent un gène étranger dans une cellule hôte (plasmides bactériens, virus, etc.)
Le clonage d'un gène permet d'en produire de nombreuses copies identiques. Etapes principales : 1. Obtenir le gène d'intérêt : soit directement depuis l'ADN génomique (avec enzymes de restriction), soit en fabriquant l'ADNc (ADN complémentaire) à partir de l'ARNm via la transcriptase inverse 2. Couper le gène et un plasmide bactérien avec la même enzyme de restriction → extrémités cohésives compatibles 3. Ligation : le gène est inséré dans le plasmide → ADN recombinant 4. Transformation : le plasmide recombinant est introduit dans une bactérie hôte (ex : E. coli) 5. Culture des bactéries transformées : multiplication → des millions de copies du gène 6. Expression du gène : la bactérie produit la protéine codée par le gène étranger Application : production industrielle de l'insuline humaine dans E. coli depuis les années 1980 → révolution pour les diabétiques.
**Production d'insuline :** Avant 1982, l'insuline pour diabétiques venait de pancréas de porc ou bœuf (risques allergiques). Aujourd'hui, le gène humain de l'insuline est cloné et exprimé dans des bactéries E. coli ou des levures. Avantages : insuline humaine identique à 100%, production en grande quantité, pas de risque de transmission de maladies animales. **Production d'autres protéines médicales :** • Hormone de croissance (GH) • Érythropoïétine (EPO) pour l'anémie • Interféron (traitement de certains cancers et infections virales) • Vaccins recombinants (ex : vaccin contre l'hépatite B) **Protéines insecticides (Bt) :** Le gène de la toxine du Bacillus thuringiensis (Bt) est introduit dans des plantes comme le maïs. La plante produit sa propre protéine insecticide → moins de pesticides. Ces plantes Bt sont des OGM utilisés en agriculture. **PCR (Polymerase Chain Reaction) :** Technique d'amplification de l'ADN : à partir d'une infime quantité d'ADN, on peut produire des millions de copies en quelques heures. Utilisée en médecine (diagnostic), criminologie (empreinte génétique) et recherche.
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Les bactéries n'ont pas la machinerie pour éliminer les introns (pas de spliceosome). En utilisant l'ADNc (fabriqué à partir de l'ARNm mature, sans introns), on obtient directement la séquence codante complète que la bactérie peut traduire correctement en protéine fonctionnelle.
1. Identique à l'insuline humaine → pas de risque de réaction allergique ou immunitaire. 2. Production en très grande quantité → disponibilité garantie pour tous les diabétiques. (Aussi : pas de risque de contamination par des agents pathogènes animaux.)