Biotechnologie et Génie Génétique : Rôle des Enzymes et de l'ADN

Le Code Génétique et la Biotechnologie

Le code génétique présente un intérêt majeur pour les développements de la biotechnologie, car il permet de produire une protéine humaine dans une autre cellule. Toutes les cellules vivantes synthétisent leurs protéines avec le même code génétique.

Les Enzymes : Biocatalyseurs Essentiels

Les enzymes sont des substances chimiques protéiques qui contrôlent les réactions se produisant dans les organismes vivants. Elles sont également appelées biocatalyseurs, car elles accélèrent les réactions chimiques. Sans elles, le processus serait lent et ne se produirait pas dans les conditions requises par les cellules.

Chaque enzyme est spécifique et impliquée dans une réaction déterminée. Cette spécificité dépend de sa structure, et donc de la séquence d'acides aminés qui composent la protéine. Les enzymes sont déterminées par les gènes.

Rôle des Gènes et Applications Industrielles

Les gènes contrôlent l'ensemble des réactions chimiques qui se produisent dans les cellules. Les enzymes ont un grand nombre d'applications industrielles, et leur échelle de production est un enjeu majeur de la biotechnologie.

Génie Génétique et Biotechnologie

Le Génie Génétique est l'ensemble des technologies génétiques et biochimiques qui permettent la modification des organismes, des systèmes biologiques ou des procédés afin d'obtenir des produits utiles. C'est une composante clé de la Biotechnologie et de la modification génétique.

Les technologies les plus utilisées sont :

• Les technologies de l'ADN recombinant.
• Les techniques de clonage des cellules.
• Les techniques de culture cellulaire et tissulaire.

Technologie de l'ADN Recombinant

La technologie de l'ADN recombinant regroupe les techniques de laboratoire permettant d'isoler, de combiner, de copier et de séquencer des fragments d'ADN, ainsi que de combiner l'ADN de sources différentes (provenant de toutes les espèces) dans une seule molécule d'ADN.

Les scientifiques utilisent ces techniques pour transférer des gènes d'une cellule à une autre. Par exemple, vous pouvez introduire le gène humain d'une protéine dans une levure ou une bactérie qui se développe plus rapidement, et ainsi produire d'énormes quantités de cette protéine, naturellement présente en très petites quantités.

Organismes Génétiquement Modifiés (OGM)

Les Organismes Génétiquement Modifiés (OGM) sont des organismes obtenus par génie génétique, dont le génome a été modifié.

• Transgénique : C'est l'introduction d'un ou plusieurs gènes provenant d'une autre espèce d'origine.
• ADN Recombinant : ADN contenant des fragments d'ADN de différentes origines.

Étapes de Production de Produits d'Intérêt par ADN

Le processus pour obtenir des produits d'intérêt à partir de l'ADN suit généralement ces étapes :

1. Identifier le fragment d'ADN où est situé le gène d'intérêt.
2. Le fragment d'ADN contenant le gène d'intérêt est obtenu à partir d'une cellule donneuse et est introduit dans une cellule hôte ou destinataire (ce sont généralement des bactéries ou des cellules de levure qui se développent et se divisent très vite).
3. La cellule hôte contient désormais un ADN recombinant.
4. Ces bactéries transgéniques vont se diviser et faire des copies successives de leur génome et de l'ADN introduit. C'est ce qu'on appelle le clonage de gènes ou clonage d'ADN.
5. Les bactéries avec le gène d'intérêt sont cultivées dans de grands fermenteurs, à des conditions favorables pour qu'elles se divisent rapidement et sécrètent la protéine (par exemple, l'insuline) dans le milieu de culture, d'où elle peut être purifiée facilement.