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Des Débuts de la Génétique aux
Enjeux actuels des Biotechnologies
Grains de pollen (contenu
dans les anthères)
Ovule (contenu dans l’ovaire)
1. Dépôt du pollen sur le stigmate
2. Germination du grain de
pollen : fabrication du tube
pollinique
Gamète mâle contenu
dans le grain de pollen
Gamète femelle contenu
dans l’ovule
cellule œuf
Fécondation
embryon
Graine (issue
de l’ovule)
http://www.mendel-museum.org/experiment/animation.htm
http://www.gena.ucl.ac.be/genedactic/cinema.htm
Chromosomes sexuels (gonosomes)
X
Y
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/ky/chromosome%20X%20et%20Y.jpg
X
Y
Partie autosomale
http://www.ac-creteil.fr/biotechnologies/doc_southernblotting.htm
http://pedagogie.ac-montpellier.fr/disciplines/svt/adn_tp/diagnost.htm
http://artic.ac-besancon.fr/svt/act_ped/svt_lyc/term/biotech/biotech.doc
http://www.inrp.fr/Acces/biotic/gpe/dossiers/drepanocytose/html/synthese.htm
Site de Jussieu sur le séquençage
Avec un séquenceur automatique, on obtient :
A T A G C T G T C ….
Adénine
Thymine
Guanine
Cytosine
LA PCR
Polymerase chain reaction,
ou réaction de polymérisation en chaîne.
Sur le site de http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/PCR/index.htm#
Une animation : http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/PCR/images/PCR1.swf
Le syndrome de Down ou
la trisomie 21
Phénotype macroscopique :
Yeux en amandes, repli vertical de
la paupière près du nez, visage
plus large. Il peut exister des
malformations internes, du cœur
notamment.
Santé fragile car forte sensibilité
aux infections. (espérance de vie
faible)
Handicap mental plus ou moins
important.
Les signes du premier trimestre
Échographie
•Cette technique d'évaluation de la trisomie 21 (et des autres aneuploïdies)
doit beaucoup au Professeur K. Nicolaides de la Fetal Medicine Foundation
de Londres.
•Le marqueur échographique utilisé est la clarté nucale. La technique de
mesure doit répondre à des critères stricts.
•Il existe un autre marqueur échographique mais de mesure plus délicate : l'os
propre du nez.
Biologie
•Les substances utilisées sont l'HCG libre et la PAPP-A (pregnancyassociated plasma protein A)
…..
Le syndrome de Down ou
la trisomie 21
Génotype :
Le syndrome de Klinefelter
D’autres anomalies chromosomiques
Anomalie
chromosomique
fréquence conséquence
Trisomie 21
1/700
Syndrome de Down
Trisomie 18
1/5000
Syndrome d’Edwards.
Anomalie du crâne, de la face, des pieds et des
mains ; malformations viscérales.
Évolution toujours mortelle vers l’âge d’un an.
Trisomie 13
1/9000
Syndrome de Patau.
Mort dans les premiers mois de vie.
Trisomie XXY
1 homme Syndrome de Klinefelter.
sur 500 Homme stérile (testicules atrophiés sans
production de Sz) Pilosité peu développée.
Développement intellectuel le plus souvent
normal
Monosomie X
1/5000
Syndrome de Turner.
Femme de petite taille stérile, absence de
caractères sexuels secondaires. Intelligence
normale à légèrement diminuée.
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/therapie_genique/therapie_genique.htm
Intérêt des OGM :
- Protection des cultures Ex : Maïs résistant à la chenille de Pyrale
Riz résistant à la sécheresse, au froid…
- Création de médicament Ex : Insuline humaine créée par des bactéries
Lien vers le site (TPE) pour
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Fabrication d’un OGM par électroporation :
(chimie-sup.fr)
Fabrication d’un OGM par biolistique : canon à particule
On utilise des microbilles de métal enrobées d’ADN (billes d’or ou de tungstène de
un micron de diamètre). Elles sont projetées à très grande vitesse sur les cellules à
modifier afin de traverser leur paroi. Ces billes seront progressivement ralenties en
traversant les différentes couches cellulaires. Quelques-unes des cellules atteintes
vont alors intégrer spontanément les gènes dans leur génome. Mais le noyau de la
cellule intègre l'ADN de façon aléatoire.
Canon à ADN
(wikipedia)
Transfert indirect par transfection biologique :
Malheureusement, cette méthode plus « naturelle » ne fonctionne que chez certaines
espèces (tabac, colza, tomate, pomme de terre melon et tournesol).
(chimie-sup.fr)
Fabrication d’un OGM par micro-injection :
Cependant cette méthode ne s'applique que dans des cas particuliers car elle est
complexe et lourde à utiliser : pour réussir l'opération, il faut injecter mille copies du
gène dans l'espoir qu'une cellule puisse accepter cet ADN étranger.
(chimie-sup.fr)
Cependant les cellules animales sont spécifiques, elles ont un rôle déterminé au sein de
l’organisme, ainsi, pour créer un OGM animal, il faut agir sur la cellule à la base de
toutes les autres : la cellule-œuf (qui donnera alors naissance à un nouvel organisme
génétiquement modifié). On utilise donc plus particulièrement la technique de la microinjection en ce qui concerne la transgenèse animale.
Meilleure production
Intérêt des OGM :
- Protection des cultures Ex : Maïs résistant à la chenille de Pyrale
Riz résistant à la sécheresse, au froid…
- Création de médicament Ex : Insuline humaine créée par des bactéries
- Meilleurs qualité des aliments Ex : Riz doré enrichi en provitamine A
- Moins de pollution
Ex : Maïs résistant à la chenille de Pyrale
- Meilleure conservation Ex : Banane
Risque des OGM :
- Flux de gènes Ex : Colza : gène de résistance à herbicide transféré à mauvaises
herbes
- Apparition de parasites résistants Ex : parasite du coton aux Etats Unis
- Destruction autres insectes
Ex : le papillon monarque
- Baisse de la biodiversité Ex : Maïs résistant à la chenille de Pyrale
- Risque pour la santé
- Risque politico-économiques : pb des brevets, et pb de monopole
Exercice de génétique
1. Indiquer le croisement effectué avec les phénotypes.
2. Nom des allèles (avec dominant en majuscule ou avec +)
3. Hypothèse : gène porté par chromosome sexuel : à justifier
4. Souche pure, homozygotie (lorsque chromosomes homologues)
5. Génotypes P ♀ et ♂
6. Gamètes et proportions
7. F1 : proportions et flèches venant des gamètes (si pas tableau).
8. Dominance/ récessivité justifiée
9. Gamètes de F1 avec proportions respectives
10. F2 avec proportions et sexes (à mettre dans tableau)
11. Comparaison avec résultats expérimentaux (qu’il faut citer).
12. Hypothèse validée ou non
13. Conclusion.