Es Organismes Génétiquement Modifiés

de petites unités chimiques qui s’assemblent les unes aux autres : les nucléotides. Ils sont formés de trois éléments fondamentaux : un sucre (désoxyribose), un phosphate, et une base azotée (adénine, thymine cytosine et guanine) définies par les lettres A, T, C et G. les deux chaînes sont reliés entre elles grâce aux bases qui s’apparient deux à deux selon les règles suivantes : une base d’adénine est toujours associé à une base de thymine, et une base de cytosine à une base de guanine. On dit donc que les brins de la molécule d’ADN sont complémentaires.

Un gène est un fragment d’ADN qui contient le plan de fabrication d’une protéine. C’est l’ordre des nucléotides (séquence) qui détermine l’information contenue dans le gène. Dans une cellule eucaryote, chacun des gènes existe en deux exemplaires (allèles), un sur un chromosome hérité de la mère, et l’autre chez celui provenant du père.ils « codent » pour la même fonction mais avec un détail différent : couleur des yeux noire, bleu, vert par exemple. Les gènes contrôlent donc le caractère de l’individu.

Chapitre1 : Qu’est- ce qu’un organisme génétiquement modifié ?

Comme l’indique son nom, c’est un organisme où un ou plusieurs gènes ont été modifiés ; c’est-à-dire qu’une séquence d’ADN a été modifiée, cet organisme a donc subi une manipulation génétique. Mais comment peut-on modifier un gène ?

La technique de la transgénèse et la modification du génome de l’être vivant par introduction d’un fragment d’ADN dans son patrimoine génétique. Il existe plusieurs techniques.

Les techniques du transfert direct :

La transformation directe consiste à l’introduction de l’ADN d’un gène à une cellule. Ces techniques sont : l’électroporation, la biolistique et la micro-injection.

1- L’électroporation :

L’électroporation est une des techniques les plus simples à mettre en œuvre. Elle consiste à soumettre un mélange de protoplastes (cellules végétales sans paroi) et d’ADN à des chocs électriques. Le champ électrique provoque alors la déstabilisation de la membrane, facilitant le passage de l’ADN dans le noyau. Ces protoplastes baignent dans une solution de plasmides. Ces derniers passent donc très facilement dans la cellule qui se trouve à son tour génétiquement modifié. Cette manipulation est possible car le phénomène d’ouverture des pores est réversible. En effet si le choc électrique n’a pas été trop violent, la membrane peut alors reprendre son état initial

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C’est grâce à cette technologie que le riz, le maïs ou l’orge ont été transformés pour la première fois.

2- la biolistique

La biolistique ou balistique génétique, est la méthode la plus courante. Elle consiste à propulser le transgène, c’est-à-dire le gène supplémentaire introduit dans les cellules végétales.

On utilise les microbilles de métal enrobé d’ADN (bille d’or ou de tungstène d’un micron). Elles sont projetées à grande vitesse sur les cellules à transformer afin de traverser leurs pores : les billes seront progressivement freinées en traversant les différentes couches cellulaires. une des cellules atteintes vont alors insérer spontanément le(s) transgène(s) dans leurs génome, c’est-à-dire l’ensemble de son matériel génétique (gènes), d’une cellule ou d’un organisme porté par les chromosomes. Mais le noyau de la cellule intègre l’ADN de façon aléatoire. Il faudra environ 15 jours pour s’assurer que les nouveaux gènes introduits se sont bien intégrés au génome.

Cette méthode est très prometteuse, car elle permet de façon simple et rapide d’injecter de l’ADN dans une grande quantité de cellules. De plus cette injection sur n’importe quel tissu de l’organe d’origine.

3- la micro-injection

La micro-injection se réalise sur des protoplastes, dont nous avons vu précédemment la formation. L'opération consiste à introduire directement le gène étranger dans la cellule à modifier, à l'aide d’un micromanipulateur monté avec un microscope.

On maintient le protoplaste à transformer avec une micro-aiguille et on introduit le gène accompagné de son complexe promoteur-terminateur (voir ci-dessous) dans le noyau, à l’aide d’une micro-pipette. La cellule est alors génétiquement modifiée. Après l’injection, le protoplaste est libéré et mis en culture sur un milieu approprié.

Un promoteur est une séquence d’ADN placée en amont du gène et qui est nécessaire à sa transcription, c'est-à-dire à la formation d'un messager : l'ARN (Acide Ribonucléique), ce dernier étant une copie d'un brin de l'ADN qui est capable de sortir du noyau. Un terminateur est une séquence d’ADN présente en aval du gène et au niveau de laquelle l'élongation de l'ARN prend fin (fin de la transcription).

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.

Les techniques du transfert indirect

Il existe également d’autres procédés pour fabriquer un OGM : les techniques de transfert indirect. Elles utilisent des bactéries qui véhiculent le transgène jusqu’à la cellule souhaitée

Le développement de le transgénèse végétale a connu son essor grâce à la découvertes de bactéries : agrobacterium tumefaciens et Agrobacterium rhizogènes.

1- la transfection biologique

la méthode de la transfection biologique utilise les propriétés de ces bactéries. C’est une méthode plus « naturelle » que les autres.

1er étape

On commence par introduire le gène d’intérêt dans un plasmide, c’est-à-dire qu’on introduit le gène qui contrôle la synthèse d’un caractère intéressant que l’on souhaite transférer à une molécule circulaire d’ADN de petite taille présente naturellement dans certains organismes.

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Pour cela on utilise une enzyme de restriction, c’est-à-dire la protéine nécessaire à la réaction biochimique. On obtient donc un plasmide génétiquement modifié comprenant le gène d’intérêt.

2e étape

Ce plasmide est transféré dans une bactérie généralement de l’espèce Eshenichie coli. On cultive les colonies de cette bactérie transformée pour préparer le plasmide vecteur (contenant des gènes qui seront fabriqués en grand nombre quand le plasmide se reproduira, un vecteur sert de transporteur de gènes à insérer dans un organisme).

3e étape

On sélectionnera ensuite les bactéries E. coli qui ont été transformées, elles possèdent maintenant le gène d’intérêt, mais également un gène résistant à un antibiotique particulier. Les bactéries sont placées dans un milieu de culture qui contient cet antibiotique. Les bactéries transformées génétiquement seront les seules à se développer dans ce milieu, c’est ainsi qu’elles seront sélectionnés

4e étape

On intègre alors le plasmide transformé dans une plante à l’aide d’une autre bactérie : Agrobacterium tumefaciens (A. Tumefaciens), qui possède la capacité à introduire des fragments précis de son ADN dans le génome des plantes. Le plasmide est transféré d’E. coli à A. Tumefaciens par choc thermique ou par conjugaison.

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5e étape

Enfin on place dans un milieu de culture commun des bactéries A .Tumefaciens et un fragment de tissu végétal (morceau de feuille ou de tige par exemple). Grâce aux propriétés de la bactérie, la partie du plasmide qui contient le gène d’intérêt est transféré dans le noyau de la cellule végétale qui l’intègre alors dans son génome. La dernière étape est alors la régénération des plantes entière à partir de ces cellules.

Malheureusement, cette méthode plus « naturelle » ne fonctionne pas chez certaines espèces (tabac, colza, tomates, pomme de terre, melon tournesol)

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2- la lipotransfection

la technique de la lipotransfection est également une méthode dite directe. Le but de cette méthode est d’ « emprisonner »le gène d’intérêt dans un liposome (structure sphérique constituée de lipides). Ceux-ci ont la capacité de fusionner avec la membrane des ploroplastes, ils libèrent ainsi leurs contenus (ici le gène d’intérêt) dans le cytoplasme du ploroplastes. Cependant seulement une minorité de ces gènes peuvent parvenir jusqu’au noyau et s’intégrer par la suite au génome de la cellule, c’est pourquoi cette méthode est peu utilisée.

Chapitre 2 : les intérêts et l’utilité des OGM

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