VOYAGE DANS LE MONDE DES GÈNES

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1 01 VOYAGE DANS LE MONDE DES GÈNES CORPS ORGANES TISSU CELLULES CHROMOSOME INFORMATION CELLULAIRE NOYAU CELLULAIRE ENVELOPPE CELLULAIRE ADN

2 02 LES GÉNES, BRIQUES DU VIVANT PROTÉINE STRUCTURALE : Détermine la forme et confère la stabilité ENZYME : Transforme les substances HORMONE : Transmet les signaux RÉCEPTEUR : Capte les signaux ANTICORPS : Identifie les agents pathogènes et les subastances etrangères PROTÉINE DE TRANSPORT : Transporte les substances

3 03 PRODUCTION D INSULINE PAR GÉNIE GÉNÉTIQUE CELLULE HUMAINE ADN Noyau cellulaire Ligase Bactérie génétiquement modifiée produisant de l insuline Enzyme de restriction Gène de l insuline ADN BACTÉRIE Enzyme de restriction Multiplication des bactéries dans le fermenteur Insuline purifiée Insuline pour diabètiques Plasmid

4 FEUILLE 04 MÉDICAMENTS OBTENUS À PARTIR DE LAIT DE BREBIS ADN Gène de la substance active Gène de régulation Pipette d aspiration Aiguille Ovule fécondé Médicament Substance active purifiée Lait contenant la substance active Progéniture transgénique

5 05 RECHERCHES SUR DES ANIMAUX TRANSGÉNIQUES SOURIS TRANSGÉNIQUES Sperme Gène Aiguille Ovule Pipette d aspiration Mère en gestation Jeunes souris transgéniques avec gène incorporé SOURIS KNOCK-OUT Blastocyste Gène inactivé Mère en gestation Souris chimères Croisement Souris knock-out chez lesquelles le gène a été supprimé Cellules souches

6 06 EMBRYON JUSTE APRÈS LA FÉCONDATION CULTURE DE TISSUS AVEC DES CELLULES SOUCHES Cellules souches totipotentes Cellules souches pluripotentes Moelle osseuse d un donneur sain Cellules précurseurs spécifiques d un type de tissu Cellule souche du sang Cellules nerveuses Cellules musculaires Cellules du sang Culture cellulaire Traitment d un cancer du sang avec des cellules souches

7 07 OBTENTION DE CELLULES SOUCHES EMBRYONNAIRES TYPES DE CELLULES SPÉCIFIQUES D UN TISSU EMBRYONS FÉCONDÉS EN ÉPROUVETTE Cellule nerveuse Cellule du foie Fusion du spermatozoïde et de l ovule Ovule fécondé Blastocyste (embryon au stade des 100 cellules) Culture de cellules souches Cellule de la peau Cellules du sang

8 08 CLONER ET REPROGRAMMER REPROGRAMMATION DES CELLULES Reprogrammation indirecte Reprogrammation directe Noyau cellulaiée somatique CLONER Cellules de la peau Cellules de la peau Cellules de la peau Noyau d un ovule Transfert de noyau somatique Cellules souches plénipotentes induites Cellules musculaires cardiaques Cellules musculaires cardiaques CLONAGE DE RECHERCHE Cellules clones CLONAGE REPRODUCTIF transfert dans l utérus d une mère porteuse culture de cellules souches Mouton cloné Disease modelling Test d efficacité Cellules musculaires cardiaques Cellules sanguines

9 09 UN NOUVEL OUTIL GÉNÉTIQUE CRISPR / CAS - SYSTÈME ARN Guide MANIPULATIONS GÉNÉTIQUES CIBLÉES Cas9 PAM N G G Recherche ADN RÉPARATION DES CASSURES DOUBLE BRIN Plantes à cultiver Recombination non-homologue Recombinaison homologue Le gène est désactivé Le gène est réparé Etudes cliniques

10 10 THÉRAPIE GÉNIQUE SOMATIQUE DONNEUR SAIN ENFANT ATTEINT D UNE DÉFICIENCE IMMUNITAIRE GRAVE ADA ADA ADA ADA Gène ADA sain Globule blanc porteur d un gène ADA défectueux ADA ADA Virus non infectieux jouant le rôle de taxi génique Globule blanc avec gène ADA sain Culture cellulaire Transfusion sanguine

11 FEUILLE 11 ACTIVITÉ GÉNÉTIQUE ÉPIGÉNÉTIQUE Orange Rouge Vert Gène actif Différents types de globules rouges EPIGÉNÉTIQUE Gène limité dans sa fonction Destin cellulaire Chromosome Gène inactif Protéine d emballage Méthyle Euchromatine ADN DNS Hétérochromatine CONTRÔLE EPIGÉNÉTIQUE Marqueurs biologiques Maladies Hérédité

12 12 TRANSMISSION HÉRÉDITAIRE DES GÉNES Ovule Spermatozoïde CELLULES GERMINALES Gène responsable d une caractéristique particuliére (1 copie) Noyau cellulaire Noyau cellulaire Gène responsable d une caractéristique particulière (1 copie) Information héréditaire (génotype) Apparence (phénotype) Rouge = dominant Vert = récessif Gène responsable d une caractéristique particulière (1 copie) Noyau cellulaire CELLULE DU CORPS Rouge = récessif Vert = dominant Vert + Rouge = codominant

13 13 TRANSMISSION RÉCESSIVE p.ex. mucoviscidose TRANSMISSION HÉRÉDITAIRE DES MALADIES TRANSMISSION DOMINATE p.ex. chorée de Huntington Porteur sain Porteuse saine Mère saine Père malade Gène sain Gène rendant malade Gène sain Gène pathogéne Sain Porteur Porteur Malade Sain Sain sain sain Malade Malade

14 14 DIAGNOSTIC GÉNÉTIQUE Pharmacogénétique Diagnostic présymptomatique? Dépistage Planning familial TESTS GÉNÉTIQUES EN MÉDIECINE Médecine légale Diagnostic prénatal Diagnostic préimplantatoire Maladies infectieuses Confirmation ou infirmation du diagnostic clinique

15 15 MAÏS AVEC PROTECTION INCORPORÉE CONTRE LES PARASITES Gène Bt Plant de maïs Larve de la pyrale plant de mais endommagé Bacillus thuringiensis Protéine Bt (substance active insecticide) Pyrale du mais morte Gène Bt isolé Gène Bt incorporé Protéine Bt Cellule de la plante de maïs produisant la protéine Bt Culture cellulaire

16 16 RIZ À VALEUR NURTRITIVE PLUS ÉLEVÉE Enveloppe de riz riche en provitamine A et en acides gras Grain de riz non décortiqué Riz ranci après stockage Cécité Prédisposition aux infections Pas de provitamine A Grain de riz décortique Riz propre au stockage Carence en vitamine A Gènes destinés à la production de provitamine A Provitamine A «Riz doré» Contribution à l éradication de l avitaminose A

17 17 GÉNIE GÉNÉTIQUE ET PROTECTION DE L ENVIRONNEMENT (1) ENZYMES DE PRODUITS DE LESSIVE Lipases : graisses Protéases : protéines Amylases : amidon Cellulases : matiére végétale Réduit la température de lavage de 95 à 40 PROCÉDÉS DE FABRICATION PLUS ÉCOLOGIQUES Production traditionnelle Utilisation des ressources Quantité de déchets Production biotechnologique Bioplastique MATIÈRES SYNTHÉTIQUES BIOLOGIQUEMENT DÉGRADABLES Plant de colza Bactérie du sol Emballages en plastique biodégradables

18 18 GÉNIE GÉNÉTIQUE ET PROTECTION DE L ENVIRONNEMENT (2) AGRICULTURE PLUS RESPECTUESE DE L ENVIRONNEMENT Agriculture intensive pratiquée jusqu à présent Agriculture extensive pratiquée jusqu à présent Agriculture nouvelle pratiquée avec des plantes cultivées transgéniques ASSAINISSEMENT BIOLOGIQUE Sol pollué Sol purifié MISE EN ÉVIDENCE DE POLLUANTS TOXIQUES Substance toxique Rayons UV Levure génétiquement modifiée Cellules de levure fluorescentes