La révolution génétique

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La révolution génétique
1- L’hérédité et l’information génétique :
L’hérédité est la transmission, à travers le processus de reproduction, des
caractéristiques biologiques d’un être vivant à sa descendance. L’information
relative à ces caractéristiques se trouve codifiée dans l’ADN.
Qu’est-ce que l’ADN ?
a. La molécule de l’ADN :
ADN est l'abréviation d'acide désoxyribonucléique. C'est la molécule de
hérédité. Elle contient sous forme codée toutes les informations relatives à la
vie d'un organisme vivant, du plus simple au plus complexe, animal, végétal,
bactérien ou viral. Il forme, avec l’ARN, ou acide ribonucléique, le groupe de ce
qu’on appelle les acides nucléiques, formés de nucléotides, et où est codifiée
l’information héréditaire.
Un organisme est constitué de plusieurs milliers de milliards de cellules.
Juxtaposées, ces cellules ont toutes un rôle particulier, et forment les organes,
les muscles, la peau... Mais dans chaque cellule on retrouve un noyau, et dans
ce noyau, le même ADN, quelque soit la cellule. Sous forme de pelotes, l'ADN
est aggloméré en chromosomes. L'homme en porte 23 paires dans ses cellules.
La fonction de la cellule est de se reproduire (facteurs de croissances). Pour
cela, elle se dédouble en se dupliquant. L'ADN de la cellule mère est reproduit à
l'identique pour former l'ADN de la cellule fille.
La fonction principale de l’ADN est de codifier et transmettre les instructions
essentielles pour le développement et le fonctionnement d’un être vivant. Ces
instructions sont nécessaires pour la synthèse des macromolécules, comme les
protéines.
Une molécule d’ADN se présente sous forme d'une double hélice enroulée.
Cette double hélice est une macromolécule composée de chromosomes . C'est en
fait un motif répété : On distingue trois motifs :
 Les phosphates
Les sucres (désoxyribose)
Et les bases azotées
Dans les organismes sans noyau cellulaire ou procaryotes, l’ADN se trouve
dans le cytoplasme. Dans les organismes les plus complexes, les eucaryotes, la
majorité de l’ADN réside dans le noyau cellulaire .
b. L’hérédité, gènes et chromosomes :
Nous sommes l’expression de l’information génétique que nous portons dans
notre ADN, information transmise de père en fils. Les gènes sont l’unité de base
de l’hérédité des êtres vivants.
L’ensemble de tous les caractères transmissibles qui se trouvent dans nos
gènes reçoit le nom de génotype , qui, exprimé d’une manière spécifique dans
l’aspect d’un individu, se dénomme phénotype. Ainsi, l’ensemble des gènes
d’une espèce est appelé génome.

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c. La division cellulaire et la réplication de l’ADN :
Afin que l’information génétique se transmette, les cellules subissent un
processus de division cellulaire , appelé mitose. Ce processus permet de
conserver l’information génétique contenue dans les chromosomes et de la
passer comme une copie exacte aux cellules successives générées par la
mitose.
Grâce à la division cellulaire, les organismes unicellulaires se reproduisent ,
alors que les organismes pluricellulaires grandissent .
Avant de réaliser la mitose, la cellule doit dupliquer son contenu
chromosomique, c’est-à-dire son ADN, pour céder ainsi un jeu de chromosome
complet à chaque cellule fille. Cette duplication porte le nom de réplication, et à
lieu dans la période de temps comprise entre deux mitoses, période dénommée
interphase.
Quand une molécule d’ADN se réplique (se fait une copie d’elle-même), les
deux brins (hebra) de l’hélice se séparent, laissant exposées les bases de
chacune dans une séparation. A partir de là, commencent à s’unir des
nucléotides complémentaires tout au long de la chaîne. Chaque brin agit comme
un moule de synthèse de son brin complémentaire. On appelle ce processus le
processus semi conservatif , et signifie que quand le processus est terminé, on
aura deux jeux complets d’ADN, ayant chacun une chaîne originale et une autre
de nouvelle synthèse.
d. Le flux et l’expression de l’information génétique :
Dans toutes les espèces, l’information génétique est emmagasinée et transmise
par les acides nucléiques, de l’ADN et de l’ARN, qui assurent la réalisation de
deux processus essentiels impliqués : d’un côté la transmission de l’information
entre les générations, et de l’autre, l’expression de cette information en forme
de molécules fonctionnelles, à savoir, les protéines .
Donc, alors que l’ADN transporte l’information, les protéines sont les
responsables de la fonctionnalité de la cellule et du maintien du métabolisme
cellulaire. Comment cela a-t-il lieu ?
Tant l’ADN que les protéines sont des séquences d’unités mineures : l’ADN se
forme par la répétition de quatre nucléotides, alors que les protéines se forment
par la combinaison des vingt aminoacides essentiels. Cela signifie qu’il faut
convertir l’information codifiée en une séquence de quatre lettres possibles _
les initiales des noms des nucléotides – et en une autre de vingt lettres
possibles - correspondant aux aminoacides.
C’est le pas crucial dans l’expression de l’information génétique. Il se fait en
deux étapes différentes : la transcription de l’information de l’ADN à une
molécule appelée ARN messagère (ARNm), qui agit comme intermédiaire, et la
traduction de l’ARNm en protéines, grâce à l’existence de ce qu’on nomme le
code génétique .
Le code génétique établit, effectivement, une pause de traduction entre la
séquence des nucléides et les aminoacides, selon laquelle trois nucléotides
correspondent avec un aminoacide. Donc, si on combine les quatre nucléotides
pris de trois en trois, on obtient 64 triplets possibles pour les vingt aminoacides

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existants. Dans ces triplets sont inclus ceux qui marquent le début et la fin de la
lecture de la séquence.
Le code génétique est universel et non ambigu : un triplet ne peut codifier qu’un
aminoacide, alors qu’un aminoacide peut être codifié par plusieurs triplets. Si
cela n’était pas ainsi, de grandes imprécisions se produiraient dans la
transmission de l’information.
2- La biotechnologie et le génie génétique :
La biotechnologie concerne tout processus biologique qui sert à obtenir des
biens et des services à partir des organismes vivants. Elle nous accompagne
depuis l’Antiquité : la fermentation du pain, les boissons alcooliques, la
production des yaourts et des fromages sont des processus biotechnologiques
qui utilisent des levures et des bactéries.
D’autre part, la découverte de la structure de l’ADN a permis le développement
de nombreux processus techniques, appelés le génie génétique.
Les champs d’application du génie génétique les plus importants sont : la
synthèse des médicaments, la modification génétique des organismes et le
développement d’une nouvelle forme de médecine qui utilise le diagnostique
moléculaire et les thérapies géniques.
La biotechnologie est utilisée en agriculture, l’industrie alimentaire et
pharmaceutique, les processus de diagnostique et de traitement médicaux,
l’industrie chimique, la dépollution de l’environnement et la production d’énergie
à partir de la biomasse, offrant ainsi des solutions réelles aux défis auxquels
nous nous affrontons actuellement.
 La technologie de l’ADN
L' ADN recombinant est une molécule d'acide désoxyribonucléique composée de
séquences nucléotidiques provenant de plusieurs sources.
Le clonage moléculaire permet la synthèse continue d’un produit biologique
quand on introduit le gène correspondant dans un organisme vivant. Exemple :
la production d’insuline tant à partir de la levure qui fermente la bière que de la
bactérie où est cloné le gène de l’insuline humaine. Le clonage moléculaire ne
doit pas être confondu avec le clonage cellulaire.
Ajoutons que cette technique du génie génétique remplace le système
traditionnel de la synthèse des vaccins, comme celui de l’hépatite B, la grippe et
la rage. Elle permet également d’élaborer des antibiotiques ou des enzymes qui
améliorent les qualités des détergents.
Cependant, l’application la plus connue de la technologie de l’ADN recombinant
ce sont les organismes transgéniques, ou organismes modifiés génétiquement
(OMG), c'est-à-dire, ceux qui, après avoir été manipulés, présentent dans leur
phénotype une caractéristique qu’ils n’avaient pas auparavant.
Son domaine principal d’action est l’agriculture, afin de combattre les insectes,
augmenter la quantité de leurs protéines, en huile ou en aminoacides ainsi que
leur productivité. Cette technologie a permis également l’élaboration de
polyester destiné à la fabrication des plastiques biodégradables .
N’oublions pas que d’autres techniques de modification génétique d’organismes, tels
que les cas des animaux de laboratoire, qui servent de modèle expérimental pour l’étude
et la recherche des maladies, des médicaments et des bactéries qui participent dans le

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processus de la bioremédiation qui consiste en la décontamination de milieux pollués
au moyen de techniques issues de la dégradation chimique ou d'autres activités
d'organismes vivants.
 La réaction en chaîne de la polymérase (PCR)
Les polymérases sont des enzymes qui ont pour rôle la copie d'un élément, par
exemple lors d’une mitose (divisions cellulaires).
La réaction en chaîne de la polymérase permet d’obtenir de grandes quantités
d’ADN d’un petit échantillon. On peut obtenir ainsi des millions de copies d’une
séquence d’ADN en peu de temps, à partir, par exemple d’une goutte de sang,
de la pulpe d’un cheveu trouvé dans la scène d’un crime ou dans les restes de
tissu momifié.
 Le séquençage de l’ADN
Le séquençage de l’ADN consiste à déterminer l'ordre d'enchaînement des nucléotides
pour un fragment d’ADN donné. La séquence d’ADN contient l’information nécessaire
aux êtres vivants pour survivre et se reproduire. Déterminer cette séquence est donc
utile pour les recherches visant à savoir comment vivent les organismes. En médecine,
elle peut être utilisée pour identifier, diagnostiquer et potentiellement trouver des
traitements à des maladies génétiques. En biologie, l'étude des séquences d'ADN est
devenue un outil important pour la classification des espèces.
3- Le projet du Génome humain :
Ce projet a commencé aux années 90 avec la création du Consortium
International pour le Séquençage du Génome Humain, où ont participé des
centres de recherche de plus de vingt pays. Le but était l’obtention de la
séquence avant que le fasse l’entreprise privée Celera Gonomics, fondée par
Graig Venter qui voulait en avoir la patente.
Ce projet nous a permis de connaître entre 20 000 et 25 000 gènes qui forme
notre génome.
4- La reproduction assistée :
La capacité des êtres vivants de transmettre leurs caractères génétiques,
l’hérédité, accompagne un autre processus essentiel du cycle de la vie : la
reproduction qui permet la continuité des espèces.
Ce processus peut être entravé soit par l’infertilité ou la stérilité. Dans ce cas,
on a recours à l’assistance médicale pour procréer. Cette assistance est
concrétisée dans les techniques de reproduction assistée, ou de fécondation
artificielle.
L’insémination artificielle est une technique utilisée comme
première alternative. Elle consiste en l’introduction médicale du
sperme dans l’utérus de la femme coïncidant avec la libération de
l’ovule. Le sperme peut appartenir soit à son conjoint ou à un
donneur.
La fécondation in vitro est réalisée quand les problèmes
d’infertilité et de stérilité sont beaucoup plus complexes. On extrait
l’ovule de la femme pour le féconder avec le sperme dans une
éprouvette.

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5- Le clonage :
Le clonage cellulaire est le processus par lequel on obtient, d’une façon
asexuée, des copies d’individus adultes. Un clone est, donc, un organisme
identique à l’original qui lui donne naissance.
Dans la nature, on trouve des cas de clonage dans tous les organismes qui ont
une reproduction asexuée. Un cas spécial de clonage est celui des frères
monozygotiques qui proviennent d’un seul zygote fécondé et qui partagent les
cent pour cent de leur dotation génétique.
6- La bioéthique :
Les nouvelles technologies appliquées dans la manipulation du matériel
génétique et la reproduction assistée ont soulevé un débat social donnant lieu à
une nouvelle discipline : la bioéthique.
La bioéthique est l’étude et la recherche des valeurs ou principes qui doivent
régir les problèmes qui surgissent dans la vie sociale, l’environnement, etc.
Dans tous ces domaines, le critère éthique fondamental qui doit réguler toute
décision est l’être humain, ses droits inaliénables et son bien le plus précieux :
la dignité de la personne à laquelle on peut ajouter le droit à la qualité de vie.
D’où la création de comités éthiques, organisations chargées de traiter et de
discuter sur les différents problèmes bioéthiques qui apparaissent puisque tout
ce qui est techniquement possible n’est pas éthiquement acceptable. Ces
comités se basent sur les codes éthiques et déontologiques.