journal mars 2015.pub

Volume 11, Numéro 2
Mars 2015
Génétique
&
hérédité
Éditorial
..............2-3
Hérédité sans gène
me........4-5
L’évolution de l’hom
..............6-7
Les chromosomes..
s..........8-9
Les groupes sanguin
................10
Les jumeaux.........
in.............11
Mariage consangu
e.......12-13
La police scientifiqu
................14
Les empreintes.....
.............15
La couleur des yeux
.............16
Les OGM.................
...............17
L’albinisme............
.........18-19
Extraction de l’ADN
Brin d’ADN, clé de notre identité
En 1905, le biologiste anglais
William
Bateson
(1861-1926) utilise pour la
première fois le terme « génétique », du grec genno
(γεννώ), qui signifie « donner
naissance », pour décrire la
sous-discipline de la science biologique qui se focalise
sur l’étude de l’hérédité et
des gènes. En empruntant
l’angle d’étude de la génétique pour étudier les organismes vivants, nous pou-
vons en découvrir davantage sur l’évolution, le développement, le fonctionnement et la transformation
de différentes espèces vivantes. C’est pour cette raison que, pour cette édition
du journal Savoir avec Les
Scientifines, nos journalistes ont choisi la génétique
comme thème afin d’approfondir leurs connaissances
sur le vivant, et les vôtres
aussi!
La génétique formelle, aussi
appelée la génétique mendélienne, est la branche de
la génétique qui s'intéresse
à la transmission des caractères héréditaires entre
des géniteurs et leur descendance. C’est l’étude des
différentes
combinaisons
possibles des chromosomes
qui proviennent des deux
parents (les géniteurs) qui
va permettre de deviner
quels traits seront présents
chez leurs enfants (leur
descendance).
Les chromosomes sont en
fait formés de l’ADN ou l’acide
désoxyribonucléique.
C’est le composant des cellules qui contient l’information génétique qui permet le
développement et le fonctionnement des êtres vivants. Nous pouvons avoir
beaucoup d’informations à
partir de l’ADN. Par exemple, en médecine légale, on
peut se servir de l’ADN qui
provient du sang, de la salive, ou des cheveux pour déterminer l’empreinte génétique d’un suspect et l’apparier avec celles trouvées sur
la scène du crime. Afin
d’accomplir de tels travaux
d’investigation, il est nécessaire de procéder à l’extraction de l’ADN. Vous retrouverez dans ce journal un
article qui vous permettra
de découvrir comment exécuter une telle manipulation scientifique.
L’ADN est quelque chose
que les scientifiques peuvent explorer autant chez
les animaux et les végétaux
que chez les êtres humains.
Dans notre cas, les journalistes de Savoir avec Les
Scientifines ont décidé de se
focaliser sur des sujets d’étude qui se rapportent un
peu plus exclusivement aux
humains tels que les différents groupes sanguins
auxquels un individu peut
appartenir,
le
mariage
consanguin et ses conséquences potentielles sur les
descendants, le phénomène
des jumeaux ainsi que
l'évolution de l'Homme.
En espérant que ces articles remplis d’informations
pertinentes et intéressantes
vous en apprennent plus
sur cette incroyablement
fascinante branche de la
science biologique, bonne
lecture à vous chers lecteurs et lectrices!
Ahlia
Hérédité sans gènes
O
n dit souvent : il a
tout de sa mère ou de
son père! Cette expression
si souvent rencontrée qui
renvoie à la transmission
des caractères. La génétique, science qui étudie tous
ces processus dans le monde du vivant, commence en
1860 par une histoire de
petits pois avec le célèbre
moine autrichien Gregor
Mendel.
Mais la génétique existait
déjà depuis 100 000 ans,
dès l'invention de l’élevage
et de l'agriculture pour sé-
2
lectionner les animaux et
les plantes. Le grand pas de
cette science a été réalisé
en 1953 lorsqu’a été découverte la structure de l’ADN
par Watson et Crick.
On
comprend ainsi que l'ADN
est le livre de la vie. Le message serait écrit sous forme
chimique, de succession de
bases A.T.C.G et contiendrait l’ensemble des informations nécessaires aux
activités d’une cellule. Les
chercheurs vont alors travailler pour comprendre
l'orthographe et la grammaire de ce langage. Ils
Célèbre moine autrichien
Gregor Mendel
vont développer des techniques pour lire ce ruban
d'ADN en identifiant l'ordre
de ces bases. C'est ce qu’on
appelle le séquençage. Ce
Savoir avec Les Scientifines
nes pendant le développement du bébé.
Selon les marques épigénétiques posées sur les histones, la partition est lue différemment
travail qui a duré plusieurs
années a permis d'arriver
en 2003, à une lecture
complète du génome humain. Mais grande fut leur
surprise lorsqu’ils se rendent compte que seulement
2200 gènes composent le
génome humain, deux fois
moins que celui de la paramécie (organisme unicellulaire). Une nouvelle aventure commence alors, car on
comprend très vite que ce
livre de la vie peut être lu
de différentes façons, décodé de différentes manières
et qu’il faut tenir compte
d'un autre partenaire essentiel comme l'environnement.
çon peuvent avoir des personnalités différentes. Ces
petits fragments se déplaceraient beaucoup plus dans
le cerveau que dans d’autres organes. Une partie du
puzzle manquante est la
découverte du rôle de certaines molécules appelées
ARN (Acides ribonucléiques)
qui détectent le besoin des
cellules et font le choix du
chemin que la cellule doit
prendre. On les appelle
aussi la police du génome.
Par exemple, ils peuvent
détecter l’acidité ou la
concentration en magnésium et après faire fonctionner certains gènes ou
en bloquer d’autres.
Le génome n'est en fait pas
stable, il peut y avoir des
morceaux d’ADN ou <gènes
sauteurs> qui changent de
place et qui peuvent expliquer comment de vrais jumeaux qui ont le même
ADN, élevés de la même fa-
Une découverte encore plus
spectaculaire est celle des
gènes sensibles à la mécanique de la cellule, qui
fonctionnent suite à un
mouvement des cellules, ce
phénomène est très observé
dans la formation des orga-
Les histones aussi, pièce
maitresse de l’ADN en
chromatine, sont riches en
informations, et complètent le code génétique, on
parle alors de < code histone >. Tout n’est donc pas
dicté par l’ADN. L’environnement et les expériences
vécues influent sur la façon dont les gènes fonctionnent, sans modifier
leur contenu, ces changements sont appelés épigénétiques et correspondent
à de petites marques qui
seront soit ajoutées ou enlevées sur les chromosomes et seraient transmis.
Ce qui expliquerait qu'avec
exactement les mêmes gènes, les jumeaux seraient
inégaux vis-à-vis des maladies et de la réponse aux
médicaments. Le mystère
reste à découvrir et on
peut se demander, comment se fait la transmission qui ne met pas en jeu
l’ADN? Il est donc très clair
à l’heure actuelle pour les
chercheurs que l’ADN n’est
pas le seul maître à bord
dans le phénomène de l’hérédité.
Nassima
3
L‘évolution de l’Homme
L
es humains n'ont pas
toujours été comme ils
le sont aujourd’hui. L’Homme est le résultat de l'évolution.
L'évolution est la transformation des espèces vivantes qui se manifeste par des
changements de leurs caractères génétiques et morphologiques au cours des
générations. Les changements successifs peuvent
aboutir à la formation de
nouvelles espèces.
Le premier ancêtre de
l’Homme actuel est l'Aus-
tralopithèque (en latin,
«australis»= du sud et en
grec: «pithèque»= singe).
C’est le premier bipède de
l'histoire. Il vivait sur Terre,
en Afrique de l'Est: l'Éthiopie, il y a plus de 8 millions
d'années. L'australopithèque est le premier stade
d'évolution de l'homme. Il
est aujourd'hui considéré
comme une espèce cousine
du genre Homo.
L'Homo habilis (qui signifie
homme habile) est une espèce du genre Homo qui vivait il y a approximativement 2,5 à 1,5 million d’an-
Évolution de l’homme
4
nées en Afrique orientale et
australe. Son habileté à fabriquer des outils est ce qui
le distingue des australopithèques. Il est le premier
ancêtre auquel les scientifiques reconnaissent le titre
d'homme, mais il n'est pas
encore notre ancêtre direct.
L'Homo érectus (qui signifie homme droit) est apparu
il y a environ 1,8 million
d'années, il a vécu durant
plusieurs centaines de milliers d'années.
Les ossements retrouvés
dans chaque partie du
Savoir avec Les Scientifines
monde montrent que l'Homo erectus présente des
différences dans chaque zone géographique. Les scientifiques ne savent pas encore si ces différences indiquent qu'il existait plusieurs sous-espèces ou si
une seule espèce a évolué
de manières différentes.
Le Néandertal (qui signifie
vallée de l'homme nouveau)
est celui le plus proche de
l'homme moderne. Les premières traces de l'homme
de Néandertal sur Terre remontent vers 200 000 à
100 000 ans. Il a disparu il
y a environ 35 000 ans. Il a
longtemps été mal connu.
L'homme de Neandertal est
du genre homo, comme
l'homo sapiens. Les scientifiques ont longtemps pensé
que l'homme de Neandertal
était l'ancêtre de l'homme
moderne sapiens. Les deux
espèces ont un ancêtre
commun, mais elles ne descendent pas l'une de l'autre. Les deux espèces d'hominidés ont coexisté pendant quelque temps.
L'Homo sapiens sapiens
(qui signifie l'homme qui
sait qu’il sait) est l'homme
moderne. L'homo sapiens
est aussi appelé l'homme de
Cro-Magnon. Peu à peu, il
s'est répandu sur toute la
Terre.
L'homme moderne est apparu sur Terre il y a environ 100 000 à 300 000 ans.
L'homo sapiens sapiens
nous ressemble beaucoup.
Son crâne est légèrement
plus allongé que le nôtre,
ses arcades sourcilières
sont plus prononcées et son
front est légèrement bombé.
Il mesure entre 1,50 m et
1,80 m.
Et pour l'avenir? L'Homme
va -t-il obtenir des changements à cause de l'environnement? Peut-être que oui,
peut-être que non.
Jennifer
La génétique et l’évolution
des
singes.
Ils ont ainsi démontré que
les gènes impliqués dans
l'ouïe et l'odorat ont connu
une évolution plus rapide
chez l'Homme. Celui-ci est
le seul à avoir un langage
élaboré.
En décembre 2003, dans la
Les études ont démontré
revue Science, des scientifique l’homo sapiens partage
ques américains ont publié
plus de 95% de ses gènes
avec
le
chimpanzé.
des résultats étonnants en
comparant notre patrimoiC’est peu et beaucoup à la
fois. Beaucoup, car c’est en
ne génétique avec celui
fait l’animal le
plus proche de
nous… et c’est
peu, car en mettant un chimpanzé et un homme
côte à côte, on se
rend compte des
nombreuses difPourcentage de différences entre les fragments d’ADN de quatre
férences
physiespèces de primates
ques qui nous séJennifer
parent.
5
Les chromosomes
De quoi sont formés les
chromosomes ?
Dans le noyau de la cellule
humaine se trouve le génome qui est l’ensemble des
gènes qui est composé de
trois milliards de paires de
bases. Il comporte 23 paires
de chromosomes numérotés
de 1 à 23. La 23e paire
constitue les chromosomes
sexuels, et les 22 autres
non sexuels appelés autosomes. La 23e paire de
chromosomes est XY quand
il s’agit d'un garçon, et XX
quand il s’agit d’une fille.
De quoi sont composés
les chromosomes ?
Les chromosomes sont visibles de manière claire au
microscope optique à des
stades précis de la division
des cellules.
Ils sont formés de chromatine qui se présente au microscope comme une bobine de fil. Elle est formée
d’ADN enroulé autour de
deux types de protéines, les
non histones et les histones
pour lesquelles existent 4
types (H1, H2, H3 H4). La
molécule d'ADN a une charge négative et les histones
des charges positives, ce
qui rend la liaison très forte.
Le caryotype humain permet de présenter tous les
chromosomes d'une cellule,
leur nombre et leur forme.
Cette technique détecte des
anomalies lorsqu’elles peuvent être visibles. Chaque
chromosome est formé de
deux chromatides attachées
au centromère. Chacune a
un bras court et un bras
long. Les extrémités des
chromosomes sont appelées
télomères.
Qu’est-ce qu’on
un gène ?
De l’ADN au chromosome
6
appelle
C’est un fragment d’ADN
porté par un chromosome
qui porte l'information pour
donner une protéine ou autre. La cellule humaine
contient environ 25 000 gènes.
Savoir avec Les Scientifines
Qu’est-ce qu’on appelle
maladies génétiques ?
Les maladies génétiques
sont causées par des anomalies au niveau de l'ADN.
Elles peuvent toucher des
chromosomes entiers, on
parlera alors d'anomalies
chromosomiques c'est le
cas de la trisomie 21 ou
Syndrome de Down qui est
une anomalie de nombre
puisque les enfants malades ont un chromosome 21
en plus. Ces anomalies
peuvent être des petites variations au niveau des gè-
A
U
Est-ce que toutes
les maladies génétiques sont héréditaires?
Anomalie chromosomique de la trisomie 21
Non! Le cancer par exemple
est une maladie génétique,
mais elle n'est pas
héréditaire.
Munira
Trouve les mots cachés de la liste suivante. Avec les lettres qui
restent, découvre le nom de l’un des ancêtres de l’homme.
Je u
G
nes et dans ce cas
elles sont appelées
anomalies géniques
(mutations).
On
peut citer la drépanocytose ou anémie falciforme qui
est due à une mutation sur le chromosome 11.
B
S
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•
Génétique
•
Gène
•
Héréditaire
•
Chromosome
•
ADN
•
Clonage
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Monozygote
•
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Albinos
H
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•
Biologie
•
Jumeaux
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Transmission
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Sang
•
Molécule
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S
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•
Génome
Angel
7
Les groupes sanguins
L
e sang est un liquide
vital qui circule dans
les vaisseaux sanguins entre le cœur et les tissus. Il
transporte les aliments et
l’oxygène aux cellules du
corps et il apporte les déchets et le gaz carbonique
vers les sites d'évacuation
(les reins, poumons, foie et
intestin).
Un adulte moyen est doté
d’environ 5 litres de sang.
La transfusion sanguine représente un moyen très important de sauver des vies,
car plus d'un million de
personnes sont soignées
chaque année grâce à la
transfusion sanguine. Malgré une composition cellulaire identique, il existe une
variabilité des différents
éléments du sang, ce qui
rend impossible la transfusion entre certains groupes
de personnes.
Découverte
sanguins:
des
groupes
Lorsque Karl Landsteiner,
médecin et biologiste (18681943) a commencé ses recherches comme assistant
à l'Université de Vienne, il a
découvert, avec ses collaborateurs (Decastillo et Sturli), les groupes sanguins.
Son expérience consistait à
mélanger le sang de différents individus et à observer les résultats. Il découvrit alors deux substances,
les agglutinogènes sur la
surface des globules rouges (antigènes) et les agglutinines qui sont des anticorps présents dans le sé-
Les groupes sanguins en fonction des antigènes
et anticorps présents
8
rum. Landsteiner classe
alors les groupes de sang
en trois groupes, A, B et O.
Decastillo et Sturli décrivent un peu plus tard le
groupe AB. La transfusion
devient possible à partir de
1911.
Règles de la transfusion
sanguine
La transfusion sanguine est
un acte médical qui a pour
but d’apporter au malade
qui en a besoin le sang ou
ses dérivés. Elle est possible entre personnes et nécessite une compatibilité
entre le donneur et le receveur. Elle est impossible
avec le groupe pour lequel
existent des anticorps. Par
exemple, une personne de
groupe sanguin de type A a
les antigènes A et les anticorps anti B, donc elle peut
recevoir du sang par une
autre personne du groupe A
mais jamais du groupe B
ou AB car ces groupes
contiennent des anticorps
anti B. Mais elle peut recevoir du sang du groupe O,
car il ne présente pas d’anticorps.
Le type sanguin O, peut
être transfusé à toutes les
personnes peu importe le
Savoir avec les Scientifines
groupe, car il n’est jamais
agglutiné puisqu’il n’y a pas
d’anticorps qui lui sont spécifiques. On dit que ce sont
des donneurs universels.
Mais leur sang agglutinera
les autres donc ils ne peuvent recevoir du sang que
du groupe O. Les personnes
du groupe AB sont des receveurs universels, car ils
peuvent recevoir du sang de
tous les autres groupes.
Comment les groupes sanguins sont transmis ?
C’est en 1924 que Bernstein démontre la transmission héréditaire des facteurs de groupe sanguin.
Ainsi pour chaque groupe
sanguin correspond en fait
la combinaison de fonctionnement de deux gènes.
- Une personne du groupe
A peut posséder soit deux
gènes A ou un gène A et un
gène O.
- Une personne du groupe
B peut posséder soit deux
gènes B ou un gène B et un
gène O.
- Une personne du groupe
AB possède un gène A et un
gène B.
- Une personne du groupe
O possède deux gènes O.
Le groupe sanguin est indiqué en rouge. Dans le cas
d’un génotype AO, BO, le
gène O s’éclipse devant les
gènes A et B qui sont dominants.
Les deux gènes hérités des
parents forment le génotype
Le phénotype correspond
au groupe sanguin c’est-àdire au(x) gène(s) qui s’exprime(nt)
Le système rhésus
En 1940 Landsteiner et son
élève Wiener, sont à l’origine de la découverte du système rhésus. En injectant
Groupes sanguins et hérédité
aux lapins des hématies du
singe Macacus rhésus, ils
obtiennent des anticorps
qu’ils
dénomment
antirhésus. Ces anticorps agglutinent les hématies de
85 % des humains dits rhésus positifs ou Rh+, les autres types de sang n'ayant
pas été agglutinés sont
Rhésus -.
On peut donc ajouter aux
règles de la transmission de
sang, le système rhésus. Ce
nouveau typage sanguin,
indépendant du système
ABO, se transmet comme
un caractère dominant.
C’est-à-dire qu’il suffit qu’il
y ait un gène Rhésus pour
que le phénotype soit Rhésus +.
Finalement, pour donner
du sang à l’hôpital, il faut
respecter les groupes sanguins. Les groupes sanguins permettent de déterminer une filiation, mais
sont insuffisants, car il faut
passer par les tests ADN.
Les groupes sanguins peuvent souvent aider à poursuivre une enquête policière.
Sonia
9
Les jumeaux
L
es jumeaux sont des
personnes qui ont partagé le même utérus en même temps. Ils peuvent être
plus que deux. Donc, il
peut y avoir trois, quatre ou
plus d’enfants jumeaux.
Généralement, quand on
parle de jumeaux, on désigne deux personnes.
Les vrais et les faux jumeaux
Les vrais jumeaux, dits monozygotes, sont toujours
de même sexe. Leur ressemblance ne s'arrête pas à
leur physique, comme ils
possèdent le même patrimoine génétique.
Dans le cas des faux jumeaux, deux spermatozoïdes différents ont fécondé
deux ovules, simultanément. Les deux embryons
s'installent alors dans l'utérus, l'un à côté de l'autre,
sans communication entre
eux. Il s'agit donc de deux
grossesses différentes, évo-
Monozygotes
10
Semi-monozygotes
luant en même temps, et
chaque embryon a son propre placenta. Les faux jumeaux, dits dizygotes, ont
alors des chromosomes différents. Ils se ressemblent
comme n'importe quels frère et sœur.
Mais, il arrive cependant
que deux spermatozoïdes
arrivent à féconder un seul
ovule. On parle alors de jumeaux semi-identiques ou
semi-monozygotes.
Les
deux enfants ne possèdent
pas le même bagage génétique. Chaque spermatozoïde
a transmis ses gènes à chacun des enfants.
Différence et ressemblances entre les jumeaux
Certaines
personnes
croient que les jumeaux ont
le même goût et les mêmes
intérêts, ce qui est faux même quand ils sont de vrais
jumeaux.
La
plupart des jumeaux
n'ont pas le même
comportement. Ils
diffèrent
dans
leur choix de musique, loisirs, vêtements, etc.
Dizygotes
Aussi, il y a une
chance sur un
million que des
jumeaux n'aient
pas la même couleur de peau. C'est
quelque chose de très rare,
pourtant ce n'est pas impossible. Lucy et Maria Aylmer sont des jumelles, mais
complètement
différentes
quand on parle de leur physique. Une des jumelles a la
peau blanche alors que sa
sœur jumelle a la peau brune. Une a des cheveux roux
et lisses et l'autre a des
cheveux bruns et bouclés.
Une a des yeux bleus et
l'autre brun marron. En
fait, leur père est blanc et
leur mère est métisse
( am éri cano-jam aï cai ne) .
Donc, les deux ont eu des
gènes différents.
Lucy et Maria Aylmer
Les empreintes digitales
des jumeaux
Après la naissance, les empreintes digitales continuent à se façonner dans
notre enfance selon les objets que nous touchons et
la manière dont nous le faisons.
Les jumeaux monozygotes
ont des empreintes digitales
semblables, mais pas identiques.
Muhini
Savoir avec les Scientifines
Mariage consanguin
Q
u’est-ce qu’un mariage consanguin?
La consanguinité provient
du latin cumus sanguins,
terme qui comporte le mot
sang, c’est-à-dire un sang
commun qui unit deux
êtres d’une même famille.
Un mariage consanguin est
un mariage entre deux personnes qui ont au moins
un ancêtre en commun.
Cette union peut causer
des risques de maladies familiales pour l'enfant qu'ils
pourraient avoir.
Les études menées sur cette problématique confirment que l'union entre cousins multiplie par deux le
risque de malformations
des enfants.
Peu courant en Europe, le
mariage entre cousins est
anomalies congénitales.
très fréquent sur le grand
Sur le schéma, les filles H
Maghreb, moyen orient, en,
et I sont des sœurs et ont
Asie du Sud et dans la péeu chacune les enfants K et
ninsule arabique.
L qui sont cousins gerQuelles sont les consémains, ils se sont mariés et
quences
des
mariages
ont eu l’enfant M. cet enconsanguins?
fant peut fortement naître
Ces mariages augmentent
avec des malformations.
le risque d’avoir des enfants
avec des malformations ou
Iness
des maladies
génétiques.
Une
recherche
publiée
dans une très
grande revue
scientifique
réalisée a démontré clairement que sur
11300
nouveaux
nés,
Individu de sexe féminin
386 présentaient
des
Individu de sexe masculin
Contrôler l’ADN: un bébé sur commande
A
voir un bébé parfait,
comme on le souhaite,
c'est possible!
Cette éventualité est devenue faisable grâce aux recherches
en
génétique!
Pour cela, il faut manipuler
les gènes qui se trouvent
dans l’ADN. On peut disposer d’une caisse à outils qui
peut aider à connecter les
gènes et à les manipuler.
On pense principalement à
éviter des maladies. Mais
ces gènes sont également
responsables de la couleur
des cheveux, des yeux ou
de la santé en général.
Si nous avons un gène qui
transmet des maladies, il
est possible de le retirer!
Mais il sera également possible d’obtenir un bébé qui
correspond exactement à ce
que l’on souhaite.
Êtes vous pour ou contre
cette idée de bébé sur
commande?
Si vous aviez un enfant
sur commande, comment
penseriez-vous
qu'il réagirait?
Iness
11
La police technique et scientifique
L
orsqu'un crime a lieu,
les premières personnes sur place sont les techniciens en scène de crime,
les policiers, les techniciens
de la police scientifique, les
techniciens en identification criminelle (TIC), les
médecins légistes, les experts en empreintes génétiques, en entomologie criminelle, en odontologie, en balistique, etc.
Le technicien en scène de
crime a pour rôle de filmer
et photographier la scène,
faire un plan de la scène et
de la position des indices,
trouver et faire apparaître
les indices avec différentes
techniques, prélever ces indices, les numéroter et les
envoyer aux laboratoires
correspondants.
L'autopsie est effectuée par
un médecin légiste. Pour
faire une autopsie, on doit
d'abord mesurer, peser et
déshabiller le cadavre. Ensuite, on fait une incision
en forme de Y au niveau du
thorax et une autre à l’abdomen pour examiner les
organes. Par exemple, si
quelqu'un s'est suicidé à
l'aide d'un poison, on peut
le savoir en examinant l'in-
12
testin pour y déceler des
traces de poison. En général, le but d'une autopsie
est de découvrir et d’expliquer la cause de la mort.
Identifier le criminel grâce aux indices retrouvés
sur le lieu d’un crime :
Ces indices sont généralement soit des empreintes
digitales, soit des composants biologiques qui vont
nous aider à extraire l’ADN.
Ces traces peuvent être des
gouttes de sang, de salive,
de la sueur ou autres liquides biologiques. Elles pourraient nous permettre d’avoir les empreintes génétiques qui peuvent être utilisées pour identifier ou innocenter un suspect. Elles
peuvent aussi servir à identifier des parties d’humains
ou pour faire les dons d’organes ou les recherches de
paternité.
Je vais expliquer dans cet
article le cas des empreintes génétiques dans une enquête de police scientifique.
Qu’est-ce qu’on appelle
une empreinte génétique?
C’est la carte d’identité génétique d’un individu.
Comment peut-on obtenir
les sources biologiques
des empreintes génétiques ?
Quand la police scientifique
arrive sur le lieu du crime,
elle se sert tout d’abord de
la lampe polilight. Il s’agit
d’une lampe spéciale qui
émet des faisceaux de lumière de plusieurs longueurs d'ondes différentes.
La lampe polilight permet
de voir les empreintes digitales, les traces de sang, la
salive, le liquide séminal,
les fibres et les résidus chimiques. Celles-ci paraissent
phosphorescentes sous les
rayons de la lampe. Lorsque la police scientifique
prélève un indice, par
exemple de la salive, des
cheveux, du sang, etc., elle
les prélève avec une micropipette, un instrument permettant de prélever et de
transférer de petites quantités de liquide avec une
grande précision pour les
placer dans un sac hermétiquement fermé.
Dans la recherche des empreintes génétiques, le plus
grand souci est d’avoir une
quantité d’ADN suffisante
et de bonne qualité pour
être étudiée. Il faut donc
Savoir avec Les Scientifines
Appareil à PCR ou thermocycler
Séquenceur d’ADN
pouvoir extraire de l’ADN à
partir de très peu de matériel biologique. On utilise
ensuite deux techniques essentielles :
identifier toutes les lettres
(bases) qui composent l’information génétique. Elle
est réalisée grâce à un séquenceur de gènes.
1- La PCR pour polymérase
chain reaction qui est une
technique qui permet d’avoir un million de fois plus
d’ADN que la quantité de
départ. C’est une amplification de gènes qui utilise un
appareil appelé Thermocycler.
Une fois ces étapes terminées, les résultats sont
comparés avec ceux des
suspects pour identification, ou bien ils sont introduits dans une base de
données pour en
faire une analyse
par ordinateur.
2- La deuxième technique
consiste à décrypter les séquences d’ADN c’est-à-dire
Les empreintes génétiques sont uniques pour chaque
Empreinte génétique par séquençage d’ADN
individu et ne changent pas
tout au long de la vie. Ce
sont des indices très précieux pour la police scientifique et dans d’autres domaines tels que la médecine, l’anthropologie et toutes
les sciences du vivant.
Umaamah
Exemples d’identification d’empreintes génétiques
trace suspecte prélevée par la police
correspond à celle du suspect 2
13
Les empreintes digitales
L
es empreintes digitales
sont des traces de phalange terminale de nos cinq
doigts.
Toutes les personnes ont
des empreintes différentes
même les vrais jumeaux.
L'empreinte digitale aussi
appelée dermatoglyphe a
une signature que nous
laissons derrière nous à
chaque fois que nous touchons un objet. On pense
que les empreintes digitales
commencent à se former
entre la 10e et la 16e semaine de la vie d'un
fœtus, par un lippe des
couches cellulaires. Les empreintes digitales, comme
elles sont uniques pour
chaque personne, sont un
outil important d’identification des individus, très utile
pour la police scientifique.
L’étude des empreintes digi-
En arche
Cette empreinte, en arc,
contient des lignes disposées
les unes au-dessus des autres
qui forment des A.
tales s’appelle la dactylotechnie.
On peut distinguer une empreinte digitale par le motif
qui peut être en arche, en
boucle ou en tourbillon. Si
les empreintes présentent le
même motif, on peut utiliser les éléments singuliers
globaux comme le noyau ou
centre, le lieu de rencontre
des stries ou alors le delta,
lieu de séparation des
stries, ou alors d’autres
points singuliers locaux.
L’empreinte digitale peut
être:
- Visible : elle est dite positive lors de l'apposition de
matière et elle est dite négative lors de l'enlèvement de
matière.
- Latente: la trace vient du
dépôt de sueur. 99 % d'eau
qui en s'évaporant laisse en
En tourbillons
place des sels et acides
aminés et/ou du dépôt de
sécrétions sébacées
- Moulée: la trace vient du
contact d'un doigt avec une
surface malléable.
Méthodes de prélèvement
des empreintes digitales:
Sur les lieux de crimes ou
de délit, les policiers relèvent des parties d’empreintes, ce sont des traces
d’empreintes. Pour relever
les traces digitales latentes,
les techniciens emploient le
pinceau et différentes fines
poudres: soit blanches telles que la céruse et l’alumine sur des surfaces lisses
souvent foncées, soit des
poudres noires telles que
l’oxyde de fer (poudre magnétique) sur des surfaces
blanches, ou encore des
poudres fluorescentes sur
des fonds multicolores né-
En boucle
Cette empreinte, dite en verticil- Les lignes se replient sur elles
le, comprend des lignes qui mêmes soit vers la droite, soit
viennent s’enrouler autour d’un vers la gauche.
point, formant un genre de
tourbillon.
Caractéristiques des différents types d’empreintes digitales
14
Savoir avec Les Scientifines
Éléments singuliers d’une
empreinte digitale
cessitant un laser pour être
vues.
L’empreinte, si elle est visible à l’œil nu, peut être relevée à l’aide d’un ruban
adhésif.
Lorsque ces poudres ne
sont pas efficaces, on peut
utiliser d'autres techniques
plus complexes.
Les empreintes relevées sur
les scènes de crime ou autres sont photographiées.
Elles sont ensuite transfé-
La couleur des yeux
L
a couleur des yeux est
héréditaire, elle est influencée par les gènes de
nos parents. Il existe des
gênes majeurs et mineurs
dans la détermination de la
couleur des yeux. Les couleurs des yeux les plus rares sont : le saphir, le gris
brillant et le violet.
L’iris est la partie colorée de
l’œil. On peut distinguer
deux couleurs principales :
le bleu et le marron. ,Les
yeux verts et gris sont des
nuances de ces deux couleurs. Le changement de
couleur des yeux apparaît
dès les premiers mois de
vie grâce à un pigment appelé la mélanine. Celle-ci
est la même
pour
nous
tous. Si nos
yeux
sont
verts, noisettes ou bleus
c’est le résultat
d’une
concentration
différente de
ce
pigment
marron.
Comment se
transmet la
couleur des
yeux?
• Si les deux
Distribution de la couleur des yeux
parents
ont
rées sur un support plastique avant d’être analysées
par un expert assisté par
un ordinateur. Des logiciels
spécifiques comparent les
empreintes avec celles qui
sont connues pour permettre de faire une identification.
Les empreintes digitales
sont uniques, donc elles
servent pour les policiers
scientifiques à trouver les
criminels.
Sohana
les yeux marrons, la
probabilité que les enfants aient les yeux marrons est supérieure à
75%
• Si uniquement l’un des
parents a les yeux bleus,
la probabilité d’avoir les
yeux marrons est supérieure à 50%
• Si aucun des parents n’a
les yeux marrons, l’enfant ne pourra pas avoir
les yeux marrons
• Si les deux parents ont
les yeux bleus, l’enfant
aura les yeux bleus de
façon presque certaine.
Contrairement à ce que l’on
croyait, la couleur des yeux
ne vient pas seulement de
la combinaison des deux
gènes de couleur des yeux
des parents, mais d’une association plus complexe.
La couleur des yeux est un
caractère héréditaire influencé par plusieurs gènes.
On peut avoir des couleurs
différentes dans les deux
yeux , c’est ce qu’on appelle
l’hétérochromie ou les
yeux vairons!
Alceste
15
Organismes génétiquement modifiés
O
GM veut dire Organisme génétiquement modifié
La découverte de
nouveaux outils en génétique a donné durant les années 1970, la possibilité de
manipuler les gènes et de
construire de nouveaux organismes : c’est le génie
génétique.
Un OGM est un organisme
vivant dont le patrimoine
génétique a été modifié par
intervention humaine pour
lui donner de nouvelles propriétés. On peut ainsi faire
fabriquer une protéine humaine par une bactérie.
Le premier produit à partir
d’un OGM a été la fabrication de l’insuline humaine
par une bactérie Escherichia coli en 1978.
On peut avoir différentes
sortes de produits génétiquement modifiées à partir
de plantes, d’animaux, ou
de bactéries.
récolte de soya et de maïs
est transformée en farine et
entre donc dans la préparation des aliments transformés.
Les OGM dans nos assiettes
Les avantages des OGM
Nous pouvons retrouver des
OGM dans nos assiettes
sans que nous le sachions.
Au Canada, on fabrique
trois produits génétiquement modifiés : le canola, le
maïs et le soya. Les céréales
sont souvent modifiées. Il
n'y a pas de produits frais
[génétiquement
modifiés].
Le maïs est dans 40% des
cas un produit génétiquement modifié, le canola
contient 65% d'OGM et le
soya contient 81% d'OGM.
Une certaine partie de la
Les animaux transgéniques
produisent des médicaments tels que l’insuline,
ou l’hormone de croissance,
les plantes génétiquement
modifiées (PGM) peuvent
résister aux climats difficiles et aux insectes, ce qui
aide à lutter contre la faim
dans le monde.
Les inconvénients
OGM
des
Les PGM ne sont pas assez
contrôlées et peuvent avoir
à long terme des effets négatifs sur la santé. On voit
par exemple les allergies
alimentaires qui augmentent. Il y a aussi l’effet sur
la biodiversité, car certaines
espèces naturelles peuvent
disparaître pour laisser de
la place aux OGM qui sont
plus résistants.
Les OGM sont le résultat
du développement de la génétique, ils ont des avantages, mais ils ont surtout
des effets inconnus, il faut
donc être prudent.
Étapes de la fabrication des OGM
16
Angel
Savoir avec les Scientifines
L’albinisme
L
'albinisme est une
maladie héréditaire
qui touche les femmes et les hommes
dans tous les pays du monde. Les parents doivent être
chacun, porteur d'une copie
du gène malade pour transmettre la maladie à leur enfant. On dit que la transmission de la maladie est
autosomale récessive, autosomale veut dire qu’elle
peut atteindre aussi bien
les filles que les garçons et
récessive signifie que la
maladie n’apparait que si
les deux copies du gène
transmises par les parents
sont malades.
Les symptômes de l'albinisme :
Les personnes qui ont l'albinisme ont habituellement
des yeux rouges, la peau
très claire (presque blanche) due à l'absence d’un
pigment de la peau appelé
mélanine. Ils ont les cheveux blancs ou blonds très
pâles et l’iris bleu ou gris.
Ils voient très mal. Ils ne
Famille Tanzanienne Albinos
supportent pas la
lumière et souffrent
de
photophobie
(craignent la lumière). La majorité est
classée dans les catégories des aveugles. Ils développent
facilement des cancers de la peau. La
fréquence de l'albinisme est élevée
chez les sujets à
peau foncée.
Transmission du gène responsable de
l’albinisme
Pourquoi l'albinisme touche plus les personnes à
peau foncée?
Les scientifiques ne savent
pas exactement pourquoi,
mais on sait que c’est en
rapport avec la mélanine et
la pigmentation.
L'albinisme peut aussi toucher les autres mammifères, les reptiles, les oiseaux,
les amphibiens et les poissons. Il peut aussi y avoir
des plantes albinos.
L'albinisme est une maladie
héréditaire transmise par
Tigre albinos
des parents qui n'ont pas la
maladie, mais qui portent
chacun une copie du gène
malade. Si jamais tu rencontres un albinos, ne le
maltraites pas ou ne l'intimides pas. Il est comme
tous les humains du monde. Malheureusement, il n'y
a pas de traitement contre
l'albinisme.
Mukarrama
Arbre séquoia, Albinos dans la
forêt Redwood en Californie.
17
L’acide désoxyribonucléique
Q
ue veut dire ADN?
ADN veut dire Acide
désoxyribonucléique. C'est
une molécule organisée en
double-hélice et qui est présente dans toutes les cellules vivantes et constitue le
génome ou l'ensemble des
gènes. Ces derniers sont
organisés sur des chromosomes.
L'ADN se retrouve dans le
noyau des cellules, mais
aussi dans les mitochondries et les chloroplastes. Il
est dans certains cas, entouré par des protéines appelées histones. La double-
hélice est formée de chaînes de nucléotides. Chaque
nucléotide est
composé d'une
base
azotée
(Adénine, Thymine, Cytosine
et
Guanine),
d'un
sucre
(désoxyribose)
Double hélice de l’ADN
et d’un acide
phosphorique.
Les deux chaîThymine (2 liaisons) et Cynes sont liées entre elles
tosine/Guanine (3 liaisons).
par des hydrogènes selon la
règle de Chargaff Adénine/
Extraction de l’ADN d’une fraise
Ingrédients:
-Savon à vaisselle, sel, eau, fraises, éthanol.
Matériel:
-Petit sac de plastique, entonnoir, filtre,
verre, bâton en bois, pellicule en plastique, récipient.
Déroulement:
Écraser les fraises avec les mains ou un
ustensile, jusqu'à l’obtention d’un jus
18
Savoir avec les Scientifines
Préparer le mélange 1. Dans un récipient, ajouter 3
ml de sel, 15 ml de savon et 75 ml d'eau et mélanger jusqu'à ce que le sel se dissolve.
Ajouter ce mélange à la fraise écrasée. Passer le mélange dans un filtre disposé sur un entonnoir.
Récupérer le liquide filtré et ajouter délicatement le long du récipient de l’alcool.
Attendre 1 à 2 minutes et observer l'ADN
de toutes les cellules de votre fruit qui apparaît sous forme d’une méduse.
L'ADN peut être prélevé grâce à un bâton autour
duquel il sera enroulé
Que s’est-il passé?
La fraise est composée de
plusieurs milliers de cellules. En utilisant le mélange
1, nous avons détruit les
membranes des cellules
grâce au savon à vaisselle
et au sel qui a fait sortir
toute l’eau des cellules, ce
qui nous permet de les faire
éclater et atteindre l’ADN
du noyau. Quand on filtre,
on se débarrasse de tous
les débris pour récupérer
une solution qui contient l’
ADN.
Quand on ajoute de l’alcool
à cette solution, l’ADN est
séparé des molécules d’eau
et apparaît comme une méduse.
Cette méthode est très sim-
ple, il y en a beaucoup
d’autres
plus
spéciales
pour extraire l’ADN de différents milieux, mais le
principe est le même: faire
éclater les cellules, éliminer
les autres composants et
obtenir de l'ADN en ajoutant de l’alcool qui va le fair e
a p p a r a i t r e .
Pritha
19
r nos belles
Venez découvri
activités de l’été
Merci à nos partenaires !
Équipe du journal:
Angel-Alceste-Jennifer- Iness -Munira - Muhini- Mukarrama- Pritha
Sonia- Sohana- Umaamah
Ahlia –Nassima - Providence
Et Nadia
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