Biotechnologie microbienne

Biotechnologie

L’industrie de biotechnologie

    Le mot biotechnologie désigne des technologies de pointe exploitant des processus cellulaires ou moléculaires, nos connaissances croissantes des mécanismes de fonctionnement des êtres vivants

    Leur développement repose sur le passage dans le monde industriel de technique issue de la recherche

    Les progrès de la recherche en génétique profitent directement  aux industries des biotechnologies

    Les biotechnologies modernes exploitent nos connaissances croissantes des mécanismes de fonctionnement des êtres vivants

    L’unité élémentaire des êtres vivants  est la cellule :

    Le génome est localisé dans le noyau

    Il est composé de gènes

    Les gènes contient notamment l’information nécessaires pour que la cellule fabrique les enzymes, les hormones…

    Les enzymes accélèrent les réactions chimiques nécessaires à la vie

    Les cellules contiennent aussi des produits de réserve (matière grasse, sucre, amidon, etc.)

Dans quel domaine les biotechnologies trouvent-elles des applications ?

1/ dans les domaines de la santé, de l’agriculture, de l’agroalimentaire, de la chimie, de l’énergie et de la protection de l’environnement

Les biotechnologies rendent possibles la création de produit inédits, inconcevable sans leur intervention

L’érythropoïétine (EPO) pour le traitement de certaines anémies, les ventes d’EPO représentent le plus gros chiffre d’affaire des médicaments produites par génie génétique

On peut également citer l’interféron utilisé contre le cancer, et certaines hormones

2/ les biotechnologies sont aussi utilisés pour résoudre de nombreux problèmes de détection et de traçabilité

Les techniques de base en biotechnologie

Quelles sont les bases scientifiques des biotechnologies ?

Utilisation des microorganismes en biotechnologie

1/ introduction

La biotechnologie c’est l’ensemble des techniques, des méthodes ou bien des procédés qui utilise les microorganismes pour réalisés des biotransformations (lait = » fromage) ou bien des bioconversions (conversion des déchets en composte)

L’industrie qui utilise la biotechnologie microbienne a pour souci de rentabiliser la production (le maximum de production à un prix beaucoup moins chère)

Cette industrie cherche en conséquence des conditions optimales (la meilleure souche bactérienne (la température optimale, le ph optimale)) de culture de microorganismes dans le but d’obtenir la quantité maximal de produit (les vitamines, les acides aminés, les antibiotiques, les hormones…) le plus rapidement possible (un temps record) et en meilleur cou (le prix le moins chère)

Ceci est réalisé grâce des procédés de culture industrielle qui font partie de la biotechnologie

Organisme vivante = »nourri = » aliments = » transformation (métabolisme (enzymes))= » produit assimilable

E+S= » ES= »E+P         combinaison             dissociation

Les étapes menu par les chercheurs à partir des (bactéries, levures, champignons) en permis de savoir comment les êtres vivant réalise la synthèse de leur constituant pour assuré leur croissance

2/ les principales fonctions de microorganismes utiles en biotechnologie

Pour vivre les microorganismes transforme les aliments en moyen de diverse réaction biochimique catalysée par les enzymes

Dans ce cas la biotechnologie peut bénéficier de deux fonctions :

Première fonction : les capacités des microorganismes entiers (dépollution, valorisation) en tenant compte aussi des réactions normales comme la bioconversion, la production du métabolique (les acides et les alcools), la production des antibiotique (moisissure = » extraction antibiotique = » antibiotique)

Deuxième fonction : bénéficier de certain enzyme qu’elle faut extraire à partir des cellules bactériennes

3/ les applications de biotechnologie microbienne

A/ méthode traditionnel

Fabrication du Sumen

Beurre traditionnel = » 10% sel (élimination des bactéries pathogènes)= » bactéries halophiles (aime le sel (bactérie lactique+ bactérie protéolytique))= » 1 an = » 1/ dégradation des protéines – 2/ dégradation des lipides = » gout amère (Sumen traditionnel)

Beurre= »isolement des bactéries lactiques = » bactéries lactiques= »purification= »cultures des bactéries lactiques

Les bactéries lactiques sont prélevé le beurre, isolé, purifier puis culture (en grand quantité dans un grand fermenteur) pour les enzymes lipolytiques

Ces enzymes sont identifier, purifier et lyophilisée puis vendu dans le commerce

Remarque : l’achat de 10 g d’enzyme (2000dirhame) peut produire 10 tonnes de Sumen en trois jours seulement

Deuxième application de la biotechnologie pour produire le beurre de boulangerie

Milieu d’origine : raisin ou dattes ou l’orge + blé tendre ou  blé dure= » 48h (levure)

B/ la méthode industrielle

Milieu d’origine : meulasse (sucreries)= »stérilisation = » meulasse stérile + levure purifiée et isolée= » fermentation (-o2) = » grand biomasse (poids augmente)= »emballage= » commercialisation

Troisième application pour la biotechnologie : c’est la production d’insuline

Pancréas (insuline)= »isolement des enzymes de restriction= » isolement du gène responsable de la production d’insuline = » clonage des gènes avec Escherichia coli (grand fermenteur)= » croissance maximum= » forte production d’insuline

Quatrième application : production d’antibiotique

Champignons (moisissures) = » isolement des gènes responsable de production d’antibiotique = » clonage Escherichia coli = » fermenteur (croissance maximum) = » antibiotiques (qui ne tue pas la croissance d’Escherichia coli)

Qu’appel-t-on mutation, génie génétique et OGM ?

1/ la mutation est une modification du génome

Les mutations se produisent spontanément

Elles peuvent aussi être provoquée artificiellement par des radiations, des produits chimiques ou par génie génétique. Les mutations constituent un des moteurs de l’évolution

2/ génie génétique désigne l’ensemble des techniques permettant d’introduire dans un organisme vivant un ou plusieurs gènes, même s’ils proviennent d’une autre espèce

3/ transférer un gène d’un organisme à un autre : cloner un gène, et les organismes aussi obtenus sont appelés « organismes transgéniques » ou bien « organismes génétiquement modifiés » (OGM)

Le premier animal OGM (une souris/à été obtenu en 1981)

La première plante OGM (un tabac) en 1983

L’invention du génie génétique, rend possible la multiplication des gènes un à un, leur modification et leur introduction a volante dans n’importe quel organisme (OGM)

Le génie génétique rend possible la fabrication de molécules complexes impossibles à extraire industriellement

L’érythropoïétine (EPO), une hormone permettent de traiter certaines formes d’anémies

La production d’hormone comme l’insuline, etc.

Le génie génétique est utilisé chez l’homme dans le but de c des maladies. On parle alors de thérapie génique. Le premier succès a été obtenu en 2000 avec la guérison en France de « bébés bulbes »

Le génie génétique est notamment utilisé dans le cadre de :

La répression des fraudes (pour s’assurer de l’absence d’OGM dans un aliment, par exemple)

La recherche de paternité (comparaison de génomes)

La police scientifique (déterminer si l’ADN retrouvé sur le lieu d’un crime = trace de sang par exemple, et celui d’un suspect sont identique)

La lutte contre le terrorisme. Elle nécessite en effet d’étendre les programmes de détection et de lutte contre les microbes les plus dangereux pour l’homme à ceux crées en vue de leur possible utilisation comme arme bactériologique

Qu’est-ce que le clonage ?

Le terme de clonage s’applique à différentes techniques visant à obtenir un clone

Un clone est un ensemble d’individus, issus d’un même ancêtre, génétiquement identique. Il peut s’agir de cellules ou d’êtres vivants complexes

Depuis la naissance de la brebis Dolly. Les techniques de transfert d’un noyau  de l’individu cloné dans un ovule privé de noyau

Le clonage est le mode de multiplication naturel des microorganismes

Il est courant chez les plantes, avec le bouturage et le marcottage qui permettent la propagation d’individus génétiquement identiques à la plante mère

Qu’est ce que le génie enzymatique ?

Le génie enzymatique consiste à substituer aux méthodes classiques de la chimie industrielle des techniques fondées sur l’utilisation d’enzyme adapté aux contraintes industrielles (lavage à 10°c ou à 70°c, eau très basique ou très acide, etc.)

Les gènes d’un organisme contiennent l’information nécessaire à la fabrication des enzymes par ses cellules)