
La thérapie génique
GLOSSAIRE
Acide nucléique : Terme désignant une substance constituée d'un enchaînement linéaire de nucléotides. Il existe deux grandes catégories à l'état naturel : les acides désoxyribonucléiques (ADN) et les acides ribonucléiques (ARN).
ADN : L'ADN est une molécule très longue, composée d'une succession de nucléotides accrochés les uns aux autres par des liaisons phosphodiester. Il existe quatre nucléotides différents : l'adénosine, la cytidine, la guanosine et la thymidine, dont l'ordre d'enchaînement est très précis et correspond à l'information génétique.
Anticorps : C’est une molécule biologique impliquée dans l’immunité. Elle a pour but de reconnaître un antigène étranger afin de le neutraliser. Chaque organisme doté d'un système immunitaire code pour des milliards d'anticorps différents qui sont capables de reconnaître des antigènes spécifiques.
Antifongique : la capacité à lutter contre les infections causés par des champignons microscopiques et levures.
Antigène tumoral : Molécule spécifiquement présente à la surface des cellules tumorales, absente ou peu abondante sur les cellules normales environnantes.
ARN : L'ARN est une molécule constituée d'un enchaînement de ribonucléotides (adénine, cytosine, guanine, uracile) reliés entre eux par des liaisons nucléotidiques. L'ordre est dicté par la séquence des désoxyribonucléotides portés par l'ADN. En effet, les ARN sont issus de la transcription de l'ADN par une enzyme (l'ARN polymérase) qui recopie en quelque sorte la séquence.
ARNi / Méthode ARNi : On va créer un ARN composé de deux parties: un brin transcrit à partir de l’ADN contenant le gène codant pour l’ARN viral et d’un second brin transcrit à partir d’un gène antisens introduit par transgénèse. L’ARN antisens ainsi produit va interagir par complémentarité avec l’ARNm du gène ciblé qui vont s’associer en double brin. Puis, entrent en jeu deux protéines du cytoplasme : la première est la protéine Dicer qui reconnaît l’ADNdb et le fractionne en petits morceaux tous les 21 à 25 paires de bases et la seconde est la protéine RISC qui sépare les deux brin d’ARN. l’ARN codé à partir du gène ciblé est dégradé tandis que le brin d’ARN antisens forme l’ARNi et reste lié à la protéine RISC qui permet d’analyser les ARNm présents dans la cellule. Lorsque le complexe ARNi/RISC reconnaît par complémentarité des bases un ARNm du gène ciblé, l’ARN interférent s’apparie avec l’ARNm et la protéine coupe l’ARNm et empêche sa traduction en protéine.
ATP : L'ATP ou, adénosine triphosphate, est un nucléotide servant à emmagasiner et à transporter de l'énergie. Il est constitué de l'adénine (une base azotée), du ribose (un sucre avec cinq atomes de carbone) et de trois groupes phosphates unis les uns aux autres par deux liaisons pyrophosphates à haut potentiel énergétique.
Bactérie : Organisme vivant microscopique, le plus souvent unicellulaire.
Bactériophage : Virus qui infecte les bactéries.
Base azotée : Partie variable du nucléotide. Il en existe cinq types : Adénine (A), Tymine (T), Guanine(G), Cytosine (C), Uracile (U), elles s'associent par pair et sont donc complémentaire (A avec T ou U, G avec C).
Bicouche phospholipidique : Terme désignant l'enveloppe nucléaire des cellules. Celle-ci étant composée d'acides gras possédant une "tête" hydrophile (phosphate) et un "corps" hydrophobe (lipide), ces acides gras s'associent en une bi-couche de telle sorte que les "têtes" soient à l'extérieur et "corps" à l'intérieur de la bi-couche.
Biotechnologies : Toutes les applications de la science et de la technologie sur des organismes vivants ou sur leurs composantes, produits ou modélisations dans le but de modifier des matériaux, vivants ou inertes, à des fins de production de connaissances, de biens ou de services.
Cellule endothéliale : Cellule composant l’endothélium, couche interne des vaisseaux sanguins.
Cellule eucaryote : Cellule possédant un noyau (contrairement aux cellules procaryotes). Il en existe 2 types : les cellules eucaryotes végétales et animales. Les premières contiennent des organites spécifiques tels que les chloroplastes et le vacuole, une paroi cellulaire et ont une taille plus importante que les deuxièmes.
Cellules hématopoïétiques : Ce sont des cellules souches primitives, à l’origine de toutes les lignées de cellules sanguines du corps.
Code génétique : C'est un outils rassemblant les règles qui nous permettent de comprendre le génome et donc la synthèse des protéines.
Conjugaison bactérienne : C'est un mécanisme de transfert d’ADN entre deux bactérie par l’intermédiaire de ponts cytoplasmiques. En effet, il s’agit d’un transfert de plasmide d’une bactérie donneuse à une bactérie receveuse. Lors du contact des bactéries, un accolement des membranes permet la réplication du plasmide de la bactérie donneuse sous forme de simple brin ainsi que son transfert à la bactérie receveuse. L’ADN transféré va ensuite être transformé en ADN double brin et intégré au génome de la bactérie receveuse par crossing over.
Crossing-over : Le crossing-over est une recombinaison réciproque entre deux chromosomes homologues au cours de la méiose. Il permet l'échange d'allèles entre chromosomes et participe ainsi à la diversité génétique.
Cytoplasme: C'est ce qui est compris entre le noyau d'une cellule eucaryote et sa membrane.
Division cellulaire : Processus qui permet à une cellule mère de se diviser en deux cellules filles identiques, aussi appelée mitose.
Dissémination : Dispersion, éparpillement naturels des semences végétales à la surface de la terre ou des eaux.
Effecteurs apoplastiques : Un effecteur est défini comme une protéine sécrétée par un microorganisme pathogène dans la cellule végétale pour contourner les défenses de la plante. L’effecteur apoplastique a lui un rôle extracellulaire et interagit avec la structure pariétale ou membranaire de la plante.
Electrophorèse : L’électrophorèse est une technique séparative. Elle est utilisée le plus souvent dans un but analytique mais également parfois pour purifier des molécules solubles. Elle n’est donc pas adaptée à la séparation des lipides. Le principe consiste à soumettre un mélange de molécules à un champ électrique ce qui entraîne la migration des molécules chargées. En fonction de différents paramètres (charge, masse, forme, nature du support, conditions physico-chimiques) la vitesse de migration va être variable, ce qui permet la séparation des différentes molécules. A partir de ce principe général, il existe plusieurs variantes de cette technique adaptées à différentes situations. Sans prétendre à l’exhaustivité, cet article présente les principales sortes d’électrophorèse, leurs intérêt et limite.
Éliciteur : Molécule qui permet à une plante de se protéger.
Enveloppe nucléaire : Double membrane qui sépare le noyau d'une cellule eucaryote du cytoplasme.
Enzyme : C'est une protéine qui sert de catalyseur (facilite le déroulement d'une réaction biochimique).
Enzyme de restriction : Les enzymes de restriction sont des ciseaux moléculaires servant à couper l'ADN en des sites bien précis. Ces enzymes sont des endonucléases ; elles possèdent donc un site actif d'hydrolyse de l'ADN, mais aussi un site de reconnaissance de la séquence cible, aussi appelée site de restriction.
Gaine de myéline : La myéline protège et isole certaines fibres nerveuses, un peu comme le fait le plastique autour des fils électriques. En plus de protéger les fibres nerveuses, la gaine de myéline augmente la vitesse de propagation de l'influx nerveux.
Gène : Unité d'hérédité contrôlant un caractère particulier. Cet élément génétique correspondant à un segment d'ADN ou d'ARN, situé à un endroit bien précis sur un chromosome. Chaque région de l'ADN qui produit une molécule d'ARN fonctionnelle est un gène. Le noyau de la cellule est « la bibliothèque » qui renferme tout le patrimoine héréditaire de l'individu. Le chromosome est « un livre » de cette bibliothèque et le gène « une page » de ce livre.
Gène délétère : Gène dont l’altération (à la suite d’une mutation, par exemple) entraîne un problème au niveau de son expression, ce qui conduit à l’apparition d’un caractère phénotypique anormal.
Gène de virulence : Gène responsable de la virulence de la bactérie.
Génome : Ensemble des gènes. C'est plus précisément l'ensemble de l’ADN de la cellule avec les régions codantes (réservées aux gènes codant de protéines) et les régions non-codantes (gènes codants les différents types d’ARN, tels que ARNm, ARNt, ARNr et ARNmi mais aussi les régions régulatrices de la transcription, les introns ou encore les séquences répétées).
Hémoglobine : Protéine contenue dans les hématies, qui donne au sang sa couleur rouge.
Immunodéficience : Etat dans lequel une personne voit son système immunitaire affaibli.
Immunogénicité : Capacité d’un antigène à provoquer une réponse immunitaire spécifique.
Ligase : Une ligase est une enzyme capable de créer une nouvelle liaison covalente entre deux molécules. Comme toutes les enzymes, les ligases sont des protéines qui possèdent un site actif permettant la réaction enzymatique, et un site de reconnaissance des molécules cibles qui assure la spécificité de la réaction.
Liposome : Un liposome est une vésicule lipidique artificielle dont la membrane est constituée d'une ou plusieurs bicouches de lipides. Dans l'eau, une suspension de phospholipides forme spontanément des vésicules en raison de la structure amphiphile de ces molécules : les phospholipides possèdent une tête hydrophile et une queue hydrophobe. L'organisation la plus stable est donc une bi-couche avec les têtes polaires au contact de l'eau et les queues apolaires au centre de la bi-couche.
Lymphocyte : Globule blanc qui joue un rôle important dans le système immunitaire.
Lymphocyte T : Globule blanc capable de détruire des cellules cibles présentant des antigènes spécifiques, ils permettent également d’activer d’autre cellules immunitaires et de réguler la réaction immunitaire.
Lysosome : Organite cellulaire qui libère des enzymes dégradant les liaisons beta(1-4) du peptidoglycane qui compose la membrane du virus transporteur du gène.
Macrophage : Globule blanc capable d'infiltrer les tissus.
Micromanipulateur : Appareillage complexe permettant d'utiliser des instruments très petits ou de réduire l'amplitude de leurs mouvements lors de l'observation ou de la dissection d'organismes microscopiques.
Microscope photonique inversé : Le microscope inversé est un microscope optique dont l'échantillon est illuminé par le dessus et observé par en dessous.
MMEJ et NHEJ : Méthodes de réparation de l’ADN par jonction des extrémités.
Nucléase : Enzyme capable de couper les acides nucléiques au niveau des liaisons phosphodiester. Comme toutes les enzymes, les nucléases sont des protéines qui possèdent un site actif permettant la réaction enzymatique, et un site de reconnaissance des acides nucléiques cibles qui assurent la spécificité de la réaction.
Nucléotide : Unité élémentaire des acides nucléiques, composée d'un groupement phosphate, d'un sucre et d'une base azotée.
Oncogène/ zone oncogénique : Un oncogène est un gène dont l'expression favorise la survenue d'un cancer. Il résulte de la modification ou de la sur-expression d'un gène normal, de ce fait baptisé proto-oncogène, impliqué dans le contrôle de la division cellulaire.
Pathogène : Le terme pathogène signifie : qui entraîne une maladie. Le pouvoir pathogène d'une bactérie est donc sa capacité à provoquer des troubles chez un hôte.
PCR : La PCR (Polymerase Chain Réaction)
Elle se divise en 3 étapes:
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La dénaturation: L’ADN double brin est séparé en un seul brin pour permettre sa copie. La dénaturation s’effectue lorsque l’ADN est chauffé à une température de 90 à 96 °C
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Les amorces: Des amorces complémentaires au début et à la fin de la séquence d’ADN se collent à celles ci et permettent d’enclencher et de stopper le processus de copiage de l’ADN. Par exemple si l’on veut copier un brin d’ADN d’une longueur de 20 nucléotides mais que l’on désire seulement la séquence entre les nucléotides numéro 3 et 7; on va identifier les séquences de nucléotides jusqu’au n°3 et après le n°7 et former des séquences qui leur sont complémentaires : les amorces. (faire un schéma?)
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L’élongation: l’enzyme de copiage polymérase identifie les amorces et commence à copier l’ADN.
Ces 3 étapes forment un cycle qui sera répété à plusieurs reprises jusqu’à l’obtention de millions de brin d’ADN en quelques heures.
La PCR permet de détecter un ADN transgène en recherchant la présence d’amorces communes à la plupart des OGM comme les promoteurs ou les gènes de résistance.
Phytophage : Qui se nourrit de matière végétale.
Phytosanitaire : Relatif aux soins donnés aux végétaux
Plasmide : Molécule d'ADN bactérien, circulaire, différente de l'ADN chromosomique, et dont ne dépend pas la survie de la cellule.
Polymérase inverse : La polymérase inverse ou transcriptase inverse, ou rétrotranscriptase, est une enzyme qui permet de convertir l'ARN en ADN. Le brin d'ADN résultant de cette réaction est appelé ADN complémentaire (ADNc).
Pores membranaires : Petits pores dans la membranes permettant le passage de molécules spécifiques.
Profil stérolique : Stérols composant la pante.
Promoteur : Le promoteur d'un gène est une courte séquence d'ADN, généralement situé en amont de celui-ci, qui en contrôle l'expression, notamment en régulant sa transcription (copie de l'ADN en ARN).
Protéine : Les protéines sont codées par les gènes et synthétisées par le ribosome au cours du processus de traduction de l'ARN. Elles sont ainsi créées par l'incorporation successive d'acides aminés, maintenus entre eux grâce à la formation de liaisons peptidiques, selon l'ordre indiqué par la succession des codons sur l'ARN. Elles peuvent avoir un rôle structural, enzymatique, hormonal ou moteur.
Protoplaste : Un protoplaste est une cellule de plante, bactérienne ou fongique, qui a eu sa paroi cellulaire entièrement ou partiellement éliminée à l'aide de moyens, soit mécaniques, soit enzymatiques.
Réaction immunitaire : Ensemble des mécanismes de défense d'un organisme : il en existe deux types : l'innée et l'acquise.
Répliquer/ Réplication : Processus de duplication de l'ADN, au cours duquel la quantité d'ADN double dans la cellule. La réplication est bidirectionnelle et semi-conservative.
Ribosome : Organite cytoplasmique composé de deux sous unités qui s'assemblent pour le former. Son rôle est de lire l'ARNm pour en synthétiser la protéine correspondante.
Southern Blot : Cette technique consiste à détecter des fragments d’ADN transférés sur un filtre grâce à leur hybridation (association de deux séquences nucléotidiques complémentaires) à des séquences complémentaires marquées par un radioisotope. (élément chimique radioactif)
Cette technique se divise en 5 étapes: :
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L’ADN de l’OGM est digéré ou coupé par différentes enzymes de restriction afin d’obtenir de nombreux fragments d’ADN. Seuls quelques fragments correspondent à une partie ou à la totalité du gène que l’on souhaite étudier.
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Les fragments sont séparés par électrophorèse et sont dénaturés afin d’obtenir des fragments d’ADN simple brin.
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Les fragments obtenus sont transférés sur un support souple : une feuille de nylon la plupart du temps. Puis ils sont mis en présence d’une sonde (acide nucléique) marqué par un radioisotope et qui va venir s’hybrider, c’est-à-dire s’apparier par complémentarité avec les fragments d’ADN monocaténaire.
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Après avoir procédé à plusieurs lavages pour enlever les fragments d’ADN non hybridés, le support en nylon est mis en contact avec un film photographique pendants plusieurs jours. Les fragments d’ADN simple brin hybridés vont apparaître sous formes de bandes noires. Leur position va être comparée à des témoins et ainsi permettre de déterminer la taille des fragments.
Structures pariétales : Structures en rapport avec la paroi.
Transduire : Transfert d’ADN par l'intermédiaire d’un vecteur viral.
Thermothérapie : Thérapie par variations de la température.
Virion : Un virion est une particule virale qui a été expulsée par une cellule après que celle-ci a été détruite. Ce virus complet (composé de son enveloppe protéinique, ou capside, et de son aide nucléique, ADN ou ARN), autonome, est alors capable d'aller infecter de nouvelles cellules. Toutefois, le virion est dépourvu de métabolisme propre, c'est-à-dire qu'il est inerte tant qu'il ne se trouve pas à l'intérieur d'une cellule. Par ailleurs, le virion est si minuscule qu'il reste invisible au microscope optique.