Fête de la Science 2007 Philippe Pognonec Directeur de Recherche CNRS Faculté des Sciences, Nice.
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Fête de la Science 2007 Philippe Pognonec Directeur de Recherche CNRS Faculté des Sciences, Nice
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Fête de la Science2007
Philippe PognonecDirecteur de Recherche
CNRSFaculté des Sciences, Nice
Partie V: Les OGM•La technique •L’intéret•La controverse Partie IV: Le clonage
•La technique • L ’efficacité
Partie III: La transgénèse
• La technique • L ’efficacité
Partie II: Empreintegénétique
• La technique • L ’efficacité
Partie I: L ’ADN
•Qu ’est-ce que c ’est?• Comment ça marche? • A quoi ça sert?
D ’après http://strategis.ic.gc.ca/SSGF/tc00044f.html
1m = 1 millième de mm50m
Nombre de cellules: 60 000 000 000 000 (60X1012)
Visuals Unlimited, Inc.Science Photo Library
Visuals Unlimited, Inc.
Visuals Unlimited, Inc.Visuals Unlimited, Inc.
Biodidac
D ’après http://strategis.ic.gc.ca/SSGF/tc00044f.html
50m
1m = 1 millième de mm
D ’après http://strategis.ic.gc.ca/SSGF/tc00044f.html 1nm = 1 millième de millième de mm
50m 50m = 1/20 de mm
[(C5H5N5)(C5H5N5O)(C4H5N3O)(C5H5N20)(C5H904)4 (PO4)4]n
(ADN)
H2O
(eau)
H H
O
0.1 nm
1nm = 1 millième de millième de mm
Papillon Cor Zonneveld, Hollande
125 000 000 000
?
5cm
3 200 000 000
Président
20 000
1.9m
Mycoplasma genitalium
K. Frantz, A. Albay and K. Bott, University of North Carolina
580 000
517
1 m
9749
Taille du génome et complexité
Russell Kightley, Canberra, Australia
HIV
10
100 nmOrganisme:
Génome:
Gènes:
Longueur de l ’ADN d ’une cellule: 2m
Nombre de cellules: 60 000 000 000 000 (60X1012)
Longueur de l ’ADN d ’une personne: 120 000 000 000km
Distance terre-soleil: 150 000 000km(600X plus que sur cette représentation)
Longueur de l ’ADN d ’une cellule: 2m
Nombre de cellules: 60 000 000 000 000 (60X1012)
Longueur de l ’ADN d ’une personne: 120 000 000 000km
Votre ADN pourrait faire 500 aller-retours entre la terre et le soleil!!!!!!
D ’après http://strategis.ic.gc.ca/SSGF/tc00044f.html
50m
1m = 1 millième de mm
D ’après http://www.pathology.washington.edu
D ’après http://www.pathology.washington.edu
Maladie génétique: anomalie du génome, pouvant aller du changement de 1 nucléotide (mucoviscidose) sur plus de trois milliards, à la duplication totale d’un chromosome (trisomie 21).
Attention: nous portons tous de nombreuses mutations, qui n'entraînent pas d’effet.
Identité génétique
Chimpanzé ------ 99% ------ humain
L’ homme est-il génétiquement plus proche du chimpanzé que de la femme?
Humain ----- >99.9% ----- humain
Femme ------ <96% ------- homme
Homme Femme
Non!
+/- 4% du génome
D ’après le U.S. Department of Energy Biological and Genome Project
Si >99.9% d ’identité, où est la différence?
Extrait de www.fotosearch.com
Humain ------ 85% ------ souris
D ’après le U.S. Department of Energy Biological and Genome Project
Seulement 2% du génome est directement “utile” (les gènes)
Gène (ADN)
Produit de traduction (Protéine)
Transcrit (ARN)
Rôlebiologique
0.1% de différence de genome suffisent pour entraîner les variations d ’un individu à l’autre.
(Les différences phénotypiques sont codées par au plus 0.1% du génome)
0.1% Fausses jumelles
0% Vraies jumelles
Mais une identité génétique parfaite ne créée pas des individus identiques!!!!
Pourquoi? Parce que chaque individu s ’épanouit dans son environnement, et développe des réponses personnalisées aux divers stimuli sociaux.
1ere régulation:
la structure de la chromatine:Les histones sont des protéines qui servent
de “bobines” à l’ADN.
Si la bobine est trop serrée, l’accès aux gènes est difficile.
L’acétylation, une modification moléculaire des histones, permet lerelâchement de cette structure.
D ’après le U.S. Department of Energy Biological and Environmental Research program
2eme régulation:
L’ADN une fois accessible, chaquegène dispose de ses propres éléments
de contrôle: les promoteurs.
Promoteur
M Levine and R Tjian, Nature 424, 147 - 151 (10 July 2003)
Promoteur mammifère classique
Promoteur unicellulaire classique
M Levine and R Tjian, Nature 424, 147 - 151 (10 July 2003)
Transcrit (ARN)
Gène (ADN)Promoteur (ADN)
+1
D ’après T. Maniatis and R. Reed, Nature 416, 499 - 506 (04 April 2002)
Visuals Unlimited, Inc.
Science Photo Library
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Biodidac
Milieu extra cellulaire
Cytoplasme
Noyau
Stress, nutriments, maladie...
Chacun de ces éléments joue un rôle
Empreinte génétique
Technique
Efficacité
Seuls des jumeaux homozygotes (identiques) ont des ADN identiques à 100%
Donc chaque individu a un ADN légèrement différent de celui de son voisin
Les STR: Short Tandem Repeats (Répétitions courtes en tandem) sont trouvées dans cet ADN « inutile ».
1050
3040
50
40
10
30
4 enfants
Mère
Père
GATTCTGTCC
50
30
40
10
GATTCTGTCC GATTCTGTCC GATTCTGTCC GATTCTGTCC
GATTCTGTCC GATTCTGTCC GATTCTGTCC
Cellules buccales
GATTCTGTCC GATTCTGTCC GATTCTGTCC GATTCTGTCC GATTCTGTCC
Amplification par PCR (Polymerase Chain Reaction)
ADN prêt a être analysé
Extraction de l’ADN
20
50
30
40
10
Salive
10000 différents STR connus à travers le génome;
Une douzaine seulement de ces STR sont utilisés pour les empreintes génétiques;
La probabilité que deux individus indépendants aient la même empreinte génétique est de 1 sur 1000000000000000000 (1x10-18) .
Transgénèse
Technique
Efficacité
Méduse Aequorea victoria
Lumière visible Lumière bleue
M. Okabe, Osaka University, Japan
Lumière bleue
75%
Clonage
Technique
Efficacité
Technique
D ’après Teruhiko Wakayama et Ryuzo Yanagimachi
Efficacité
D ’après Teruhiko Wakayama and Ryuzo Yanagimachi
0.3%
OGM
Technique
Intéret
Controverse
Organismes
Génétiquement
Modifiés
Quelques exemples d'OGM (végétaux)
Technique
Une plante
Un problème
Une solution
Le maïs
Un prédateur du parasite
Un parasite
Le mais
Le parasite
Corn rootworm (Diabrotica virgifera)
Le “prédateur”
Bacillus thuringiensis
Monsanto Company has genetically modified the cry3Bb1 gene derived from Bacillus thuringiensis kumamotoensis to express a Cry3Bb1 protein in corn. This Cry3Bb1 protein, a variant of the wild-type protein, is selectively toxic to some species of Coleoptera. The modified cry3Bb1 gene is expressed in the MON 863 corn line and differs from the wild-type cry3Bb1 gene by the addition of an alanine residue at position 2 of the protein and seven amino acid changes
Bactérie Système digestif de la larve
Production de la toxine “Bt”
Perforation des épithéliums: mort de la larve
La stratégie
... et le résultat:
Les larves de ces papillons “monarch” sont sensibles au pollen du mais Bt (Travail de l'Université Cornell, NY USA, publié dans Nature)
Effets indésirés
Rats fed Mon 863 developed several reactions, including those typically found with allergies (increased basophils), in response to infections, toxins and various diseases including cancer (increased lymphocytes and white blood cells), and in the presence of anemia (decreased reticulocyte count) and blood pressure problems (decreased kidney weights). There were also increased blood sugar levels, kidney inflammation, liver and kidney lesions, and other changes.
Effet
C T1 2 3 4 5 6 7 T
Effet
Ces semences modifiées sont commercialisées environ 100 fois plus cher que les non modifiées. De plus, ces semences ne peuvent être auto-produites, et donc doivent être rachetées chaque année à l'industriel producteur: création d'une dépendance économique.
Autres aspects à considérer:
Cas des plantes résistantes à un herbicide (maïs, soja...): l'herbicide est également vendu par la même compagnie (Monsanto)...
Cas du riz doré: suite à des recherches financées sur des subventions publiques (européennes) on atteint près de 40µg de provitamine A par gramme de riz. Quelques centaines de g de riz suffisent donc par jour. Syngenta (le fabriquant) s’est engagé à mettre gracieusement ses variétés de riz doré à la disposition des agriculteurs dont les revenus annuels sont inférieurs à 10000 $. La compagnie ne voit plus d'intérêt à commercialiser ce riz aujourd'hui...
La recherche fondamentale est-elle nécessaire?
C ’est à vous de le décider!
La recherche fondamentale permet de développer de nouveaux concepts.Elle est couteuse et inutile à court terme, et est de moins en moins subventionnée dans notre pays.
La recherche appliquée permet de développer un concept préexistant, et d’en tirer le maximum.Elle est très utile à court terme, et est actuellement fortement encouragée et subventionnée
