Chapitre 9 – Les mutations de l’ADN et le génie génétique

Jusqu’à présent, nous avons vu que notre génome est assez stable. Cependant, l’ADN est constamment en changement (les bases/gènes sont copiés, réorganisés, perdus et retrouvés (un peu comme les objets sur mon pupitre!))

Les changements ds l’ADN sont souvent imprévisibles (on ne peut pas savoir) et les effets sont souvent négatifs lorsque ces changements sont hérités.

Ds les recherches à Mendel, on a vu les gènes, qui sont des caractères héréditaires qui se transmettent d’une génération à une autre. Une mutation, est un changement permanent ds le matériel génétique.

Toutes les mutations peuvent être héréditaires (car l’information génétique est répliqué=copié), mais ce n’est pas toujours le cas, car toutes les caractéristiques génétiques ne sont pas nécessairement transmises d’une génération à l’autre.

Mutations des ¢ germinales changement au matériel génétique ds les ¢ reproductrices d’un organisme. Mutations des ¢ somatiques Changement au matériel génétique ds les autres ¢ d’un organisme pendant la durée de sa vie.

N.B. Les mutations somatiques ne sont pas transmises d’une génération à l’autre. « Plus d’un billion de mutations se sont produits ds ton ADN pendant que tu lisais cette phrase. »

Les types de mutations Mutation ponctuelle Changement chimique qui touche seulement un ou quelques nucléotides (parfois la substitution d’un nucléotide à un autre, l’insertion ou la suppression d’un ou plusieurs nucléotides).

Ex de substitution : CATCAT à CATTAT (petit effet sur la ¢, car le code génétique se répète souvent)

Mutation silencieuse Mutation qui n’a pas d’effet sur le métabolisme d’une ¢ (inaperçue). Mutation à contresens Mutations qui donnent des protéines modifiées.

Mutation non-sens Toute mutation qui empêche le gène de coder un produit polypeptidique fonctionnel. VOIR FIGURE 9,2 page 287**

Mutation par décalage de séquence L’insertion ou la suppression d’un ou de 2 nucléotides ds une séquence de codons, ce qui modifie l’ensemble du cadre de lecture du gène. Il est possible que 2 mutations par décalage s’annulent l’une l’autre. La plupart du temps cette mutation produit une mutation non- sens.

Page « Les mutations » (photocopie) Mutations ponctuelles : mots ajoutés, supprimés ou remplacés à un endroit. Mutations silencieuses :commentaires ajoutés entre parenthèses, qui ne changent pas la signification du paragraphe. Mutation à contresens : mots changés pour modifier suffisamment le sens du paragraphe. Mutation non-sens : ponctuation, majuscules ou espaces supprimés. Mutation par décalage du cadre (séquence) : mots déplacés ds le paragraphe.

Mutations chromosomiques Les substitutions et les mutations par décalages de séquences affectent généralement un seul gène. D’autres mutations peuvent affecter de nombreux gènes sur différents chromosomes.

Les causes de mutations Mutations spontanée mutations résultant des interactions moléculaires qui ont lieu ds la ¢. Ex : mauvais appariement de bases par l’ADN polymérase. Mutations induites mutations dues à des agents extérieurs à la ¢.

substances ou événements qui fait augmenter Mutagènes substances ou événements qui fait augmenter le taux de mutations ds un organisme. Il y a des 2 sortes de mutagènes : Mutagène physique (déchire le brin d’ADN) Ex : rayons X, UV (voir pg 289 – dernier paragraphe) Mutagène chimique (mlc qui pénètre ds le noyau de la ¢) Ex : benzène présent ds la fumée de cigarette

Mutations cumulatives Plusieurs mutations inoffensives peuvent s’additionner et donner une mutation plus grave (ex : certains cancers).

N.B. La plupart des cancers résultent de la combinaison de plusieurs mutations (certains peuvent être héritées).

Mécanismes de réparation des mutations 1. Réparation directe d’ADN défait les erreurs 2 exemples : ADN polymérase qui détecte les erreurs, enlève le nucléotide et le remplace. E. Coli possèdent une enzyme qui peut faire le même travail que l’ADN polymérase.

2. Réparation de l’ADN par excision-resynthèse coupe et remplace la partie endommagée. 3 étapes : i. enzyme de réparation reconnaît l’erreur; ii. ADN polymérase fabrique le nouveau fragment iii. ADN ligase fixe le nouveau fragment.

3. Réparation par combinaison utilise les chromatides sœurs comme matrice pour fabriquer un nouveau brin d’ADN.

Page 291 (labo réflexion) Reconnaître des mutations et prédire leurs conséquences # 1, 2. Document excel

N.B. (petit rappel) Une mutation par substitution est une forme de mutation ponctuelle. L’insertion d’un nucléotide ds un fragment codant d’ADN peut causer une mutation à contresens.

- Une mutation par substitution implique le remplacement d’un nucléotide par un autre; une mutation par décalage du cadre implique l’insertion de 1 ou 2 nucléotides à l’intérieur du codon. Les mutations par décalage du cadre sont habituellement plus nuisibles, car elles modifient la grille de lecture de la partie restante du gène.

La séquence de la vie Il est la 4e personne ds le monde à avoir reçu 2 prix Nobel (les 3 premiers sont Marie Curie, Linus Pauling et John Bardeen).

1977 – Frederick Sanger et ses collègues ont été capable de décoder (déchiffrer) la séquence nucléotidique (ADN) d’un virus. Il y avait 5386 bases nucléotidiques et 9 gènes. (Humain : 3 milliard de paires de bases, et 23 000 gènes environ). Suite à leurs travaux, il y a eu 3 réalisations importantes :

- être capable de casser le brin d’ADN à des lieux spécifiques; - découvrir un processus pour copier et amplifier l’ADN; - améliorer les méthodes d’analyse et de triage des mlc d’ADN.

Sépare les mlc en fonction de leur masse et de leur charge électrique Électrophorèse en gel Sépare les mlc en fonction de leur masse et de leur charge électrique pour analyser l’ADN. http://nature.ca/genome/03/d/40/03d_43_f.cfm

Étapes de l’électrophorèse en gel : 1. applique une solution avec de l’ADN à une extrémité d’un gel. 2. Soumet le gel à un courant électrique ce qui polarise les extrémités du gel. (ADN = acide désoxyribonucléique = charge négative, donne un proton, prend des électrons)

3. Les fragments se déplacent vers les extrémités positives du gel. Les fragments plus petits ont tendance de se déplacer plus rapidement. 4. Temps 5. Les fragments se séparent et forment un motif de bandes = empreinte génétique.

Page 302 #8 Lire du bas vers le haut (+  -) Réponse GTTAAGATCCGA

http://www.personal.psu.edu/pzb4/electrophoresis.swf http://fotofox17.deviantart.com/art/Gel-Electrophoresis-Animation-87035741 http://learn.genetics.utah.edu/content/labs/gel/ (LONG) http://croptechnology.unl.edu/animationOut.cgi?anim_name=Gel_electrophoresis.swf

Projet du génome humain Projet commencé au début des années 1990; Février 2001 – publication de la 1e version de la cartographie complète du génome humain; Établi la séquence des trois milliards de paires de bases du génome humain.

Coût environ 2,7 milliard de dollars (censé être 3 milliard). Terminé (environ) 3 ans tôt (*). Le public à accès à l’information. Les scientifiques ont établi que 99,9% de l’ADN de tous les humains est identique. (la différence entre les personnes résultent ds moins d’un nucléotide sur 1000)

Le séquençage du génome humain permettra de localiser avec précision les séquences nucléotidiques spécifiques qui interviennent ds l’expression génétique. Aide pour déterminer les risques de maladies Développement des meilleurs médicaments et traitements

Questions… Quels sont les avantages de remettre un échantillon d’ADN à certaines autorités? Quels sont les désavantages de remettre un échantillon d’ADN à certaines autorités?

Les applications de la technologie de l’ADN recombiné Maïs Au Canada, plus que la moitié du maïs (Canola) provient de l’ADN recombiné. Il y a plus de 50 types de maïs modifié génétique qui est approuvé par le Canada. (ex : Maïs résistant à l’herbicide : moins de mauvaises herbes  plus de maïs).

Insuline humaine Auparavant, l’insuline des vaches et des cochons ressemblaient beaucoup à l’insuline humaine et était utilisé chez les humains. Cependant, il y avait beaucoup de gens avec des réactions allergiques. 1982 – Les États-Unis approuvent l’utilisation d’insuline humaine produite à partir de bactérie transgénique.

(Insertion du gène d’insuline ds des bactéries  bactéries qui produisent beaucoup d’insuline). Riz (Asie) Population qui manque de vitamine A Mange beaucoup de riz Compagnie crée : Golden Rice Golden Rice peut créer une provitamine A, et riche en Fer.

Page 310 Lecture Vaut-il la peine d’investir l’argent ds ces recherches? Lecture (310-311) VOUS! D’accord ou pas d’accord avec des aliments génétiquement modifiés? texte d’opinion

La transformation de l’ADN animal Différenciation Processus qui active ou bloque certaines parties du génome pour permettre une ¢ d’adopter la structure et la fonction spécifique d’un tissu donné.

Clone Organisme génétiquement identique Clonage thérapeutique Culture de ¢ humaines destinées à soigner des maladies. Clonage reproductif Créer un embryon humain cloné ds le but de permettre la naissance du clone d’un être humain.

1952 – Robert Briggs et Thomas King ont cloné 35 embryon et 27 têtard. 1990 – clonage de souris à partir de noyaux de ¢ prélevés sur des embryons de souris. 1997 – DOLLY! http://content.tutorvista.com/biology_11/content/media/cloning.swf Premier mammifère cloné à partir de ¢ prélevées sur un donneur adulte. Morte à l’âge de 6 (cancer des poumons); aura dû vivre jusqu’à l’âge de 11 ou 12.

Page photocopiée « Conçois un animal de compagnie ». L’enfant idéal… Avantages, désavantages…

http://www.genome.gov/glossary/index.cfm?id=57