Il s'agit d'un ensemble
de moyens techniques utilisés pour isoler et modifier un gène
en vue de le faire exprimer en dehors de l'organisme pour produire des
substances utiles (enzymes, hormones...); donc, il s'agit de moyens
permettant l'exploitation technique des acquis de la génétique.
LE CLONAGE DU
GENE:
Le problème pour
ce clonage revient à ce que chez les Eucaryotes le gène
est morcelé. Donc, pour retrouver et construire ce gène
on utilise soit la molécule d'ADN quand cela est possible soit
l'ARNm correspondant quand l'utilisation de l'ADN est difficile. On
peut même utiliser la protéine correspondante.
Clonage du gène
à partir de l'ADN:
Pour cela, on doit connaître
la position du gène sur le chromosome qui lui correspond puis,
par une enzyme de restriction, on coupe la molécule d'ADN de
ce chromosome en petits fragments dont le gène recherché.
Une enzyme de restriction est une enzyme capable de couper dans des
endroits précis de la molécule d'ADN. On cherche ensuite
le gène pour le transférer sur une molécule d'ADN
vecteur. Généralement il s'agit du plasmide de la bactérie
E. Coli. Pour coller ce gène à l'ADN du plasmide, on utilise
d'autres enzymes appelées enzymes ligases.
Clonage du gène
à partir de l'ARNm:
Comme il est difficile
de séparer les exons des introns d'un gène eucaryote,
il est plus facile d'utiliser l'ARNm puisqu'il correspond à la
structure complémentaire des exons. Ainsi, à partir de
l'ARNm et en utilisant une enzyme appelée transcriptase reverse
on construit un fragment d'ADN appelé ADN copie noté ADNc
puisqu'il est une copie complémentaire à l'ARNm et identique
aux exons du gène. Cet ADNc sera ensuite transféré
sur le plasmide bactérien selon le même principe. Le gène
obtenu doit avoir un brin complémentaire puisque l'ADN au viveau
du plasmide est à double brin.
Insertion et expression
du gène:
Pour pouvoir assurer la
lecture de ce gène par la bactérie, on doit lui coller
par des ligases un signal d'initiation et un signal de terminaison.
Le plasmide, replacé dans la bactérie, va se multiplier
avec la multiplication de la bactérie et donc produire plusieurs
copies de ce même gène et exprimer en bonne quantité
la protéine recherchée.
A la fin de l'expression,
on doit être capable de rechercher le gène parmi les éléments
génétiques de la bactérie. Pour cela, on doit découper
l'ADN bactérien par des enzymes de restriction, puis, à
ces fragments d'ADN, on additionne une sonde moléculaire qui
ne peut reconnaitre qui le gène en question. La sonde moléculaire
est une séquence d'ADN construite par des nucléotides
radioactifs et qui a une structure complémentaire à celle
du gène. Le gène récupéré sera en
suite nettoyé et conservé pour des nouveaux usages.
APPLICATION DU
GENIE GENETIQUE:
Le génie génétique
est spécialement utilisé pour construire des protéines
enzymatiques et hormonales et aussi pour le diagnostic prénatal.