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Clonage : quelques clés pour comprendre...
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Le saviez-vous ?
La nature elle-même fabrique des clones : les plantes qui font des boutures, les vrais jumeaux. L'homme, quant à lui, a inventé une nouvelle forme de clonage, la génération d'animaux (comme la brebis Dolly) à partir de cellules d'animaux adultes.
 
 
 

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Clonage Moléculaire

S'il est possible de cloner un organisme entier, il est également possible de cloner un gène ou un fragment d'ADN. Cette opération, appelée clonage moléculaire, constitue une part importante de l'activité conduite dans les laboratoires de recherche où l'on pratique la biologie et la génétique moléculaires. Elle repose sur un ensemble de techniques de génie génétique qui permettent d'isoler et de reproduire des gènes.

L'opération consiste alors à introduire un fragment d'ADN d'intérêt (par exemple le gène que l'on souhaite étudier) dans un organisme unicellulaire. Le plus souvent on utilise comme organisme hôte une bactérie (la plus communément utilisée étant la bactérie Escherichia coli) ou un champignon unicellulaire : la levure Saccharomyces cerevisiae. On tire ainsi profit des capacités de multiplication végétative et de la grande vitesse de prolifération de ces dernières pour reproduire à l'identique un très grand nombre de copies de ce fragment d'ADN.

Pour cela, le fragment d'ADN est au préalable introduit dans une construction que l'on appelle vecteur ou plasmide. Ce plasmide est une molécule d'ADN circulaire qui permet à la fois d'introduire la séquence d'ADN à étudier dans le microorganisme récepteur mais aussi d'assurer le maintien de ce fragment d'ADN d'intérêt dans la cellule hôte de génération en génération au cours des divisions cellulaires.

Cette étape d'insertion d'un fragment d'ADN dans un vecteur repose sur l'utilisation d'outils et de techniques de biologie moléculaire permettant la recombinaison d'ADN in vitro, c'est à dire la production d'une molécule d'ADN dite recombinante issue de l'intégration d'une molécule d'ADN dans une autre. Ces étapes s'appuient sur l'utilisation d'outils moléculaires, des protéines enzymes qui permettent de couper, copier et coller un fragment d'ADN dans un autre à l'instar des fonctions couper copier et coller d'un éditeur de texte.

Après purification du plasmide contenant le fragment d'ADN d'intérêt, on l'insère dans un microoganisme afin que celui le duplique lors de chacune de ses divisions. Ainsi chaque cycle de division, à l'instar d'un cycle de PCR, double le nombre de copies du plasmide. Pour la bactérie la plus communément utilisée Escherichia coli, le temps de génération dans des conditions optimales de croissance est de 20 minutes environ. Ce qui signifie qu'une bactérie se divise toutes les 20 minutes et que, par conséquent, chaque heure, la population bactérienne est multipliée par 8. Au bout de seulement 10 heures (mise en culture sur la nuit), on obtient à partir d'une seule bactérie, un milliard de bactéries portant chacune une ou plusieurs copies du plasmide. Ce plasmide étant identique à celui présent dans la bactérie ou la levure initialement transformée, on a bien des clones de ce plasmide à l'identique.

C'est pour cette raison que l'on parle de clonage moléculaire.

 

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