Du génie génétique aux organismes génétiquement modifiés 1

Génie génétique : techniques consistant à l'introduction de changements dans la molécule d'ADN d'un organisme vivant sans qu'il y ait intervention des moyens naturels de reproduction. Introduction 2

I. Principes 1. Production de protéines spécifiques par des organismes unicellulaires 2. Modification de l'ADN d'un organisme pluricellulaire 3

1. Production de protéines spécifiques par des organismes unicellulaires L'ADN code les protéines Protéine = séquence d'au moins 50 acides aminés Structure spatiale : définie par leur séquence ADN = code universel 4

Procédé Sélection d'un fragment précis d'ADN grâce à des enzymes de restriction Enzyme = catalyseur bio-chimique -> augmentent la vitesse de la réaction. Fragment injecté sous forme de plasmide à un micro-organisme. Le micro-organisme produit la protéine 5

Résultat Possibilité de synthétiser la bonne séquence d'acides aminés Bactérie ne peut pas donner à la protéine d'accéder à sa structure spatiale utile Produit des amas de protéines qu'il faut traiter 6

2. Modification de l'ADN d'un organisme pluricellulaire On réalise une fécondation in vitro Juste avant que les noyaux du spermatozoïde et de l'ovocyte fusionnent, on injecte l'ADN ciblé En se développant, l'embryon intègre le fragment dans son ADN 7

Problèmes et solution Production de la protéine dans tout l'organisme peu intéressante Production d'un animal transgénique est coûteuse Solution : associer les séquences d'ADN aux séquences codant certaines protéines du lait 8

II. Applications 1.Thérapeutiques 2. Autres 9

1.Thérapeutiques 10

Principe général : Production et extraction de protéines humaines dans le lait de femelles de mammifères 11

Pourquoi une truie ? Période de gestation courte (4mois)‏ Première portée à 1 an ~ 10 porcelet par portée 300 litres de lait par an => production rapide de cochons transgéniques + grande production de lait 12

Procédé Injection d’une combinaison d’ADN (gène humain de la protéine C + promoteur d'une protéine du lait de souris) à des embryons de porc. Promoteur : séquence d'ADN qui définit à quel endroit et à quel moment le gène suivant va s'exprimer. Implantation des embryons chez une truie Naissance à de porcelets portant l’ADN étranger dans toutes leurs cellules. 13

Résultats 1 gramme de protéine C par litre de lait 1/3 des protéines C sont actives Tissu mammaire n’effectue pas correctement la mise en forme de la protéine  Il manque une enzyme de maturation : la furine. 14

2. Autres 15

Principe général : Éradiquer des maladies infectieuses portées par certains insectes, néfastes pour l’Homme et l’agriculture. 16

Problèmes Sources de transmission de maladies : le paludisme, la dysenterie, la fièvre jaune, les trypanosomiases, la dengue… Destruction de l’agriculture 17

Stopper la réplication des virus dans les glandes salivaires des insectes. Rendre une population d’insectes stérile afin de l’éradiquer. Les solutions 18

Stopper les virus transmis par les insectes Avec un virus porteur d’un gène empêchant la réplication du virus pathogène  la piqûre du moustique devient inoffensive Avec une bactérie modifiée génétiquement qui va secréter une protéine qui tue le virus 19

Rendre une population d’insecte stérile afin de l’éradiquer Production en masse d'insectes mâles en tuant les femelles par manipulations génétiques  La population devient stérile Grand impact écologique bénéfique : réduction de l’utilisation de pesticide et autres produits chimiques polluants. 20

1. Un remède miracle ? 2. Et le clonage dans tout ça ? 3. Problèmes environnementaux III. Limites 21

1. Un remède miracle ? 22

a. Production de protéines Déchiffrage du génome humain pas complet Quand ce n'est pas la production de protéines qui fait défaut  Produire des récepteurs 23

b. Cancers et cellules souches Il est possible de produire des cellules souches Idée : produire ces cellules pour remplacer d'autres cellules défectueuses (cancers)‏ Problèmes : – on ne sait pas fabriquer les cellules souches pour une personne en particulier. – Incompatibilité : l’organisme ne reconnaît pas les cellules injectées comme lui appartenant et tente de les éliminer. 24

Certains anticorps sont capables de reconnaître des cellules cancéreuses  Permet à l'organisme d'éliminer la tumeur Problème : les cellules cancéreuses ne sont pas toutes identiques  difficile de produire des anticorps qui les reconnaissent toutes  production d'anticorps "anti-cancers" à grande échelle peu réaliste Autre voie de guérison des cancers 25

2. Et le clonage dans tout ça ? 26

a. Utilité du clonage dans le génie génétique La production d'un animal transgénique : difficile et coûteuse Le clonage animal est une technique de mieux en mieux maîtrisée Reproduction d'un animal par fécondation: risque de perdre de l'efficacité élevé Clonage permet de reproduire un animal "efficace" à l'identique 27

b. Problèmes liés au clonage Problème de vieillissement des animaux clonés Problèmes éthiques : – technique nécessite l'usage d'embryons et leur destruction – possibilité d'appliquer les techniques chez l'homme 28

3. Problèmes environnementaux Influence à longue durée : modifications des génomes ont-il une influence sur autre chose que la production des protéines ciblées? Perturbations de la chaîne alimentaire en éradiquant des populations 29

Conclusion Grande importance pour l'industrie pharmaceutique actuelle : – débouchés de soins – économiquement Possibilité de produire ces substances par des végétaux  problèmes environnementaux des OGM 30