Chapitre 8 – Génie génétique

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Table des matières
Chapitre 1 – Définition et origine des êtres vivants
1) Composition chimique des êtres vivants
a. Les atomes
b. Les molécules biologiques
2) Structure générale d’une cellule procaryote et eucaryote
a. Cellule procaryote
b. Cellule eucaryote
3) Origine de la vie
a. Qu’est-ce que la vie ?
b. Évolution prébiotique
c. Évolution biologique
Chapitre 2 – Bases moléculaires de l’hérédité
1) Acides aminés et protéines
a. Importance des protéines
b. Structure des protéines
2) Nucléotides et acides nucléiques
a. L’ADN bactérien
b. La transformation bactérienne : Rôle de l’ADN
3) Code génétique
4) Fonctions de l’ADN
a. La réplication
b. La synthèse des protéines
Chapitre 3 – Organisation du matériel génétique
1) Matériel génétique chez les procaryotes
a. ADN annulaire
b. Les plasmides
c. La réplication
2) Matériel génétique chez les eucaryotes
a. Le noyau en intercinèse
b. La réplication chez les eucaryotes
c. La transcription chez les eucaryotes
d. Les caryotypes
3) Principes de l’analyse génétique
a. Notion de marqueur génétique
b. Cartographie génétique
c. Notion de recombinaison génétique
Chapitre 4 – Mitose, méiose et sexualité
1) La mitose
2) Le cycle cellulaire
3) La méiose
4) Recombinaison et diversité
5) Établissement de la carte factorielle
6) Anomalie du caryotype

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a. Exemple : Fréquence des naissances des trisomiques 21
7) Détermination génétique du sexe
a. Les chromosomes sexuels
b. Influence des chromosomes sexuels
c. Corpuscule de Barr
Chapitre 5 – Modifications de l’information : Les mutations
1) Introduction
a. Calcul des taux de mutation
2) Mutations génomiques
a. La polyploïdie
b. L’aneuploïdie
c. Le mosaïcisme
3) Mutations chromosomiques
a. Les délétions
b. Les duplications
c. Les inversions
d. Les translocations
4) Établissement de la carte chromosomique
5) Diagnostics prénataux
a. Amniocentèse
b. Choriocentèse
c. Cordocentèse
6) Mutations ponctuelles
a. Causes des mutations
b. Mutations par substitution
c. Mutations par délétion
d. Mutations par insertion
7) La notion d’événement aléatoire
8) Principaux agents mutagènes
a. Mutagènes chimiques
b. Mutagènes physiques
c. Discussion
Chapitre 6 – Sélection, aptitude et adaptation
1) Introduction et définitions
2) Origine de la sélection naturelle
3) Exemple : Cas du mélanisme industriel
4) Mise en évidence de l’adaptation
a. Division binaire
b. Croissance d’une population bactérienne
c. Culture des bactéries
5) Mise en évidence de l’adaptation
a. Coefficient de sélection
6) Divers aspects de la sélection naturelle
a. Adaptation au milieu
b. Sélection sexuelle
c. Sélection de la parentèle

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d. Cas particulier : Coévolution
Chapitre 7 – Génétique mendélienne
1) Présentation de la génétique mendélienne
2) Définitions et conventions d’écriture
a. Définitions
b. Conventions d’écriture
c. Principe d’expérimentation
3) Transmission des gènes non liés
a. Transmission d’une paire d’allèles
b. Transmission de n paires d’allèles indépendants
c. Calcul direct des fréquences
4) Transmission des groupes de liaison
a. Linkage
b. Recombinaisons génétiques et crossing-over
c. Établissement de la carte fonctionnelle
5) Génétique mendélienne et maladies héréditaires
a. Gènes autosomiques
i. Maladies dues à un gène dominant
ii. Maladies dues à un gène récessif
b. Hérédité liée aux chromosomes sexuels
6) Les allèles multiples (= polymorphisme ou polyallélie)
a. Parenthèse : Maladie hémolytique (système Rhésus)
b. Système d’histocompatibilité HLA (Human Leucocyte A [1er locus])
7) Les gènes pléiotropes
8) Épistasie
Chapitre 8 – Génie génétique
1) Introduction
2) Les instruments du génie génétique
a. Étude des liaisons
b. Hybridation cellulaire in vitro
c. Les endonucléases de restriction
d. Les sondes génétiques
e. Les vecteurs génétiques
f. Amplification génique
g. Banque génomique
h. Séquençage
3) Les applications du génie génétique
a. Les empreintes génétiques
b. Génie génétique et maladies héréditaires
c. Génie génétique et vaccins
d. Amélioration des animaux d’élevage et des végétaux cultivés et leur
utilisation en tant que bioréacteurs
Chapitre 9 – Génétique évolutive
1) Introduction
2) Structure des populations
a. Les clones

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b. Les populations sexuées
3) Modèle de Hardy et Weinberg
a. Calcul des fréquences phénotypiques, génotypiques et géniques
b. Calcul des fréquences dans le cas de dominance-récessivité
c. Calcul des fréquences dans le cas de polyallélie
d. Valeurs et limites du modèle
4) Écarts aux conditions de validité du modèle de Hardy-Weinberg
a. Écart à la panmixie
b. Il y a mutation
c. Il y a sélection
d. Il y a migration
e. Cas des petites populations
5) Maintien du polymorphisme génétique
Chapitre 1 – Définition et origine des êtres
vivants
1) Composition chimique des êtres vivants
Les atomes
Êtres vivants constitués principalement de 4 éléments chimiques : Hydrogène (60%),
Oxygène (25,5%), Carbone (10,5%) et Azote (2,42%). D’autres atomes dans les cellules
vivantes en quantités moins importantes (Fe, Mg, P, …). Les atomes s’unissent pour former
des molécules.
Les molécules biologiques
Sucres (ou glucides)
Sucres simples : CnH2nOn ou (CH2O)n. Le nombre de C détermine le type de sucre (ribose,
pentose, …).
Polymères : Sucres simples les uns à la suite des autres formant des polysaccharides.
Réserve d’énergie chez les animaux (glycogène) et les végétaux (amidon). Interviennent dans
la constitution des parois des cellules végétales (cellulose), bactériennes (peptidoglycane) et
animales (chitine).
Lipides
Formés de 3 éléments : C, H et O (ajouts parfois de N et P). Comportement hydrophobe
(liaisons C-H non polaires). Composante courante des membranes cellulaires animales,
réserves alimentaires et énergétiques pour les animaux et plantes.
Graisses : Peuvent accrocher 1 à 3 acides gras sur leur C. Graisses animales (acides saturés)
et végétales (non-saturés, molécule plus mobile : aspect liquide).
Phosphoglycérolipide : Ressemblent aux graisses mais 2 acides gras au lieu de 3. Liée à un
groupement phosphate négatif : Queue hydrophobe et tête hydrophile.
Stéroïdes : Squelette carboné formé de 4 cycles accolés (ex : cholestérol).
Acides aminés
Fonction acide (COOH), azotée (NH2) et radical variable (R).
20 acides aminés pour tous les vivants pouvant se lier et

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former les protéines (fonctions catalysantes, hormonales, immunitaires, …) : Combinaisons
presque infinies.
Nucléotides
Sucre, phosphate et base. S’assemblent pour former les acides nucléiques. ADN :
Copolymère de 4 nucléotides. Montants = Sucres et phosphates. Barreaux = Bases (cytosine,
thymine, adénine et guanine) reliées.
2) Structure générale d’une cellule procaryote et eucaryote
Propriétés de l’eau : Dipôle s’orientant facilement dans un champ électrique, excellent
solvant (grand pouvoir ionisant) et chaleur spécifique élevée.
Ions minéraux et petites molécules organiques : 25% de la masse sèche mais peu diversifiée
(750 espèces différentes).
Protéines : Constituants les plus diversifiés de la cellule (50% du poids sec).
Acides nucléiques : 25% du poids sec (1 espèce d’ADN, 1xxx d’ARN).
Macromolécules s’associent pour former des organites.
Cellule procaryote
Majorité des bactéries actuelles.
Escherichia coli (E. coli) : Matière de laboratoire favorable car habitant le côlon humain
(source inépuisable), se cultivent très aisément, non pathogènes, beaucoup de souches
mutées connues et se reproduisent rapidement (temps de génération : 20 minutes). 70% de
sa masse est constituée d’eau (car nécessaire aux réactions biochimiques).
Schéma :
1. Molécules d’ADN
2. Plasmide
3. Polysomes
4. Ribosome libre
5. Mésosome
6. Paroi
7. Membrane plasmique
8. Capsule
9. Flagelle
Paroi bactérienne
Squelette externe protégeant des liquides. Dans toutes les bactéries : Muréines, parois
inextensibles faites de protéoglycanes : Chaînes polysaccharidiques liées entre-elles par des
liens peptidiques. Chaînes parallèles pontées entre-elles = Copolymères de NAG (N-
acétylglucosamine) et NAM (N-acétylmuramique). Longueur des chaînes et nature des