SVT · 2ème année Bac
Le génie génétique
1Rappels du cours
Le génie génétique et les biotechnologies
L'ADN recombinant
Le génie génétique consiste à modifier le patrimoine génétique d'un organisme en y introduisant un gène provenant d'un autre organisme, formant ainsi de l'ADN recombinant.
Les outils de la manipulation génétique
- Enzymes de restriction : enzymes bactériennes capables de couper l'ADN à des sites de reconnaissance spécifiques, produisant des fragments d'ADN aux extrémités complémentaires ("cohésives").
- ADN ligase : enzyme qui permet de souder (relier) deux fragments d'ADN entre eux, notamment un gène d'intérêt et un vecteur.
- Vecteurs de clonage : le plus souvent des plasmides (petits ADN circulaires bactériens), utilisés pour introduire le gène d'intérêt dans une cellule hôte.
Le principe de la transgénèse
- Extraction et découpe du gène d'intérêt à l'aide d'enzymes de restriction.
- Insertion du gène dans un vecteur (plasmide) grâce à l'ADN ligase, formant l'ADN recombinant.
- Introduction du vecteur recombinant dans une cellule hôte (ex. bactérie) : c'est la transformation.
- Multiplication des cellules transformées (clonage), qui expriment alors le gène introduit.
Un organisme ayant reçu un gène étranger et l'exprimant est dit transgénique.
Applications des biotechnologies
- Production de protéines d'intérêt thérapeutique : ex. insuline humaine produite par des bactéries transgéniques (Escherichia coli).
- Organismes génétiquement modifiés (OGM) en agriculture (résistance à des insectes, à des herbicides).
- Thérapie génique : correction de gènes défectueux à l'origine de maladies héréditaires.
La PCR (réaction de polymérisation en chaîne)
La PCR permet d'amplifier rapidement, in vitro, un fragment d'ADN spécifique en de très nombreuses copies, par cycles successifs de dénaturation, hybridation d'amorces et élongation par une ADN polymérase. Elle est utilisée en recherche, en diagnostic médical et en identification génétique.
Enjeux
Les biotechnologies soulèvent des questions éthiques (OGM, thérapie génique, clonage) qui nécessitent un encadrement réglementaire et un débat de société.
3Validation directe — QCM
Chaque question peut avoir une ou plusieurs bonnes réponses. Cochez toutes les propositions qui vous semblent justes. L'ordre des questions et des réponses change à chaque nouvelle tentative.
1. Quelle enzyme permet de couper l'ADN à des sites de reconnaissance spécifiques ?
2. Quel est le rôle de l'ADN ligase dans le génie génétique ?
3. Parmi les étapes suivantes, lesquelles font partie du principe de la transgénèse ?
4. Dans « Génie génétique », quelle affirmation est exacte ?
5. Dans « Génie génétique », sélectionne toutes les propositions exactes.
6. À propos de « Génie génétique », quelles affirmations sont correctes ?
7. Parmi ces propositions sur « Génie génétique », lesquelles sont exactes ?
8. Dans « Génie génétique », quelle proposition décrit une erreur à éviter ?
9. Le génie génétique consiste notamment à…
10. Un plasmide bactérien peut servir de…
11. Une enzyme de restriction sert à…
12. L'ADN ligase permet…
13. Un organisme transgénique possède…
14. La PCR permet…
15. Quelles étapes appartiennent typiquement à une PCR ?
16. Une électrophorèse sur gel permet principalement de…
17. La transformation bactérienne consiste à…
18. Quelles applications sont possibles du génie génétique ?
19. Un ADN recombinant est…
20. Pourquoi utilise-t-on un marqueur de sélection dans certains plasmides ?
21. Quelles précautions sont importantes dans l'interprétation d'une expérience de génie génétique ?
22. La modification d'un gène peut avoir des effets variables parce que…
23. Quelle erreur classique faut-il éviter ?
4Entraînement
Exercice type — Examen national
Examen nationalDes chercheurs souhaitent produire de l'insuline humaine à l'aide de bactéries génétiquement modifiées.
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Nommer les deux outils enzymatiques nécessaires à la construction de l'ADN recombinant et préciser le rôle de chacun.
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Décrire les étapes permettant d'obtenir une bactérie transgénique capable de produire de l'insuline humaine.
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Expliquer pourquoi cette méthode est plus avantageuse que l'extraction d'insuline à partir du pancréas d'animaux.
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Citer un autre domaine d'application des biotechnologies issues du génie génétique.