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L’ADN: le secret de la vie Le noyau de la cellule contient le matériel génétique.

L’ADN: Le secret de la vie ADN, (acide désoxyribonucléique) est une molécule qui, par les caractéristiques héréditaires qu’elle véhicule, contrôle l’orientation structurelle et fonctionnelle des cellules. Les chromosomes se composent de brins d'ADN très serrés et renfermés dans une cellule et visibles au microscope optique.

La structure de l’ADN Une molécule de l'ADN a la forme d'une échelle en spirale. Les montants (côtés) de l'échelle sont faits de sucres et de phosphates qui alternent. Les barreaux de l'échelle sont des paires de bases azotées qui existent sous quatre formes différentes : l’adénine (A), la thymine (T), la guanine (G) et la cytosine (C). A forme des liaisons chimiques avec T, et C forme des liaisons avec G.

Le code génétique La séquence de bases azotées (A, T, G, C) de l'ADN constitue un code. Ce code est un modèle pour la production de protéines dans la cellule. Les molécules protéiques forment une grande partie de la structure des cellules et des tissus des plants et des animaux. Une segment de la molécule d'ADN qui codifie une protéine spécifique est appelé un gène.

La danse des chromosomes Les chromosomes sont des brins d’ADN enroulés très serrés. Chaque cellule de corps humain renferme 46 chromosomes. Ces chromosomes sont trouvés dans 23 paires, un exemplaire de chaque chromosome provient de chacun des deux parents.

Voici les 23 pairs de chromosomes d’un être humain, peux-tu déterminer le sexe de cette personne? Comment le sais-tu?

La danse des chromosomes Chaque cellule dans le corps possède un ensemble complet de chromosomes. Il existe deux modes de division cellulaire (pour produire de nouvelles cellules.) Dans le premier, la cellule se divise en deux exemplaires identiques; dans le seconde, la division cellulaire donne naissance à un œuf et à des cellules spermatiques.

Le remplacement normal des cellules Les cellules des organismes multicellulaires se divisent pour assurer le développement de l'organisme et aussi la réparation et le remplacement des tissus. Les cellules somatiques sont les cellules du corps. Selon la figure 1.45 (p. 50), les cellules cérébrales vivent le plus long, alors que les cellules de la paroi de l’estomac (stomach lining) se remplacent chaque deux jours.

La mitose Avant la division d’une cellule, un exemplaire de chaque chromosome est produit. Les exemplaires du chromosome se divisent au cours d’un processus appelé mitose. Chaque nouvelle cellule renferme un ensemble complet de chromosomes. Les deux cellules sont génétiquement identiques et elles sont aussi identique à la cellule originale. Major events in mitosis Crash course - Mitosis

Les cellules sexuelles et la variation génétique (la méiose) Les cellules sexuelles ou les gamètes (spermatozoïdes et ovule) ont seulement 23 chromosomes. Lorsqu’un spermatozoïde et un ovule se joignent pour produire un zygote, la nouvelle cellule renferme un ensemble complet de 46 chromosomes. La méiose est le processus de formation des gamètes ou des cellules sexuelle.

Un zygote Lorsque les gamètes des deux parents se rencontrent, un zygote est formé.

La méiose cont… Avant la division cellulaire, chaque chromosome est reproduit. La principale différence entre la mitose et la méiose est que la division cellulaire a lieu deux fois lors de la formation des cellules sexuelles. Il en résulte que les gamètes possèdent seulement la moitié du nombre initial de chromosomes. Chaque sperme et œuf a seulement 23 chromosomes. Le partage aléatoire de 23 paires de chromosomes en deux ensembles présente des millions combinaisons possibles. Par conséquence, la reproduction sexuée augmente la diversité au sein d’une espèce. http://www.youtube.com/watch?v=D1_- mQS_FZ0&feature=related

Les avantages de la variation La reproduction asexuée permet à un organisme de produire de nombreux descendants dans une période de temps courte. Les descendants sont tous génétiquement identiques au parent. Par contre, la reproduction sexuée nécessite plus d’énergie, et moins de descendants sont produits. Cependant, l'information génétique des deux des parents est transmise à la progéniture.

La technologie et la variation La technique appelée génie génétique est l’injection artificielle des gènes d'un organisme dans le matériel génétique d'une autre. Les scientifiques peuvent transporter des gènes d'un organisme à un autre; et même transmettre des caractéristiques spécifique (souhaitable) d’un organisme à un autre. La biotechnologie utilise ou modifie la matière organique pour faire les produits commercialisable; impliquer parfois la génétique.

Biotechnologie dans la médecine Le transfère du gène humain de l’insulin à une bactérie a été l’une des premières applications de la biotechnologie moderne. Les bactéries ont alors produit l'insuline comme déchet. Maintenant, l'insuline peut être produite en grande quantité, améliorant les vies des diabétiques.

Biotechnologie dans la médecine La production des protéines complexes, qui se fait en plusieurs étapes (regarde tableau 1.1 page 53), ne peut avoir lieu que dans les cellules des organismes multicellulaires. Il est aussi possible de donnée les gènes humains aux animaux. Les animaux transgéniques résultent de l’ajout de gènes humains aux œufs fécondés des animaux. Les animaux provenant des zygotes possèdent un gène humain, et leur progéniture peuvent hériter l’habilité de produire des protéines humaines.

Il est avantageux d’utiliser des mammifères, car on peut dans ce cas recueillir les protéines dans le lait de l’animal, puis les purifier. Il n’est donc pas nécessaire de tuer un mammifère pour prélever les protéines humaines qu’il produit.

Des chercheurs taïwanais ont annoncé avoir fait naître trois cochons fluorescents qui virent au vert dans le noir. Selon eux, il s'agirait d'une percée "très importante" dans la recherche sur les cellules souches. (http://lci.tf1.fr/science/2006-01/cochons-transgeniques-fluorescents-4894575.html)

La biotechnologie et la production d’aliments L’aquaculture (l’élevage des poissons) devient de plus en plus courante parce que l’approvisionnement en poissons d’eau douce et d’eau salée diminue constamment. Les scientifiques ont ajouté des gènes aux poissons pour les rendre résistants à différentes maladies, et pour accroître la taille et la vitesse de croissance de ceux-ci. http://www.youtube.com/watch?v=ANpbBZu5ViE

Une agriculture rentable Les récoltes telles que du blé, du maïs, des tomates, et des pommes de terre sont modifié génétiquement pour une variété de raisons, surtout pour les rendre résistantes aux herbicides. http://www.youtube.com/watch?v=jAP6ZtfP9ZQ&f eature=related

Les aliments génétiquement modifiés Dans les années 1990, les scientifiques ont modifié génétiquement les tomates de manière à accroître leur durée de conservation à l’étalage. Cela a causé beaucoup de controverse. Malgré cette controverse, les scientifiques continue de mettre au point des différentes variétés de tomates qui : Mûrissent plus lentement Sont plus nutritives Résistantes aux insectes Tolérantes à un sol à forte teneur en sel http://www.youtube.com/watch?v=jAP6ZtfP9ZQ&feature=related Jimmy Kimmel - what are GMOs?  

Faites les questions de révision #1-8 à la page 56