Génomique Structurale PDF

Génétique E. ADRIAENSSENS - 05/90/22 GÉNOMIQUE STRUCTURALE Définition : Etude globale du génome « dans une condition particulière ». Définition du génome : L’ensemble du matériel génétique (gènes contenu...

Génétique E. ADRIAENSSENS - 05/90/22 GÉNOMIQUE STRUCTURALE Définition : Etude globale du génome « dans une condition particulière ». Définition du génome : L’ensemble du matériel génétique (gènes contenus dans les chromosomes au sein du noyau) d’un organisme. La génomique : consiste en l’étude de l’ensemble des gènes, à dresser l’inventaire de l’ensemble des gènes d’un organisme pour en étudier leur fonction. se compose de 2 volets complémentaires : ○ génomique structurale décrit l’organisation du génome, réalise son séquençage et dresse l’inventaire des gènes. ○ génomique fonctionnelle étudie la fonction des gènes, leur mode de régulation et leurs interactions (protéomique, transcriptomique, interactomique,.). La génomique structurale s’est développée grâce au progrès de la biologie moléculaire, en particulier le séquençage à haut débit et l’analyse de l’expression des gènes. Depuis la fin des années 80, le séquençage des génomes complets s’est considérablement développé. - Juillet 1984 : premier génome séquencé : EBV. - Juillet 1995 : premier génome de procaryote séquencé : Haemophilus influenzae. - Octobre 1996 : premier génome eucaryote séquencé : Saccharomyces cerevisiae. - Septembre 1997 : Escherichia coli. - Décembre 1998 : 1er génome eucaryote pluricell (métazoaire) séquencé : Caenorhabditis elegans - Mars 2000 : Drosophila melanogaster. - Décembre 2000 : premier génome de plante séquencé : Arabidopsis thaliana. - Février 2001 : première carte du génome humain. La volonté de séquencer le génome humain s’est heurtée à des problèmes techniques dus à la complexité du génome et a nécessité de séquencer au préalable des organismes modèles. Comparaison du génome humain et celui des organismes modèles. Taille du génome et nombre de chromosome chez différentes espèces La taille du génome (pb) est rarement corrélée avec le nombre de chromosomes et/ou de gènes. - fourmi Myrmecia pilosula, 1 paire de chromosomes - fougère Ophioglossum reticulatum, 630 paires. De même certaines espèces proches possèdent des garnitures chromosomiques très différentes : chez 2 espèces de daims - Muntiacus muntjac possède 4 paires de chromosomes - Muntiacus reevesi en possède 23 paires. 1 Génétique E. ADRIAENSSENS - 05/90/22 La taille du génome (en paires de bases) et le nombre de chromosomes sont rarement corrélés avec la complexité de l’organisme (voir tableau précédent). C’est le paradoxe de la valeur C. I - LES OUTILS UTILISÉS EN BIOLOGIE MOLÉCULAIRE 1) Les enzymes de restriction Ils sont capables de reconnaître spécifiquement une séquence nucléique (généralement de 4 à 10pb), et de cliver l’ADN. Plusieurs centaines d’enzymes de restriction ont été identifiées. Ces outils permettent : - d’établir des cartes de restriction de toutes les molécules d’ADN, si on couple la digestion avec une électrophorèse permettant de calculer la taille des fragments générés. - de réaliser des clonages, c’est-à-dire l’insertion de morceaux d’ADN dans un vecteur Obtention de carte de restriction → 2) Le clonage et la construction de banque Les grandes molécules d’ADN (chromosomes) sont difficilement manipulables. Il faut les cloner pour pouvoir les travailler. Le clonage consiste en l’insertion d’un fragment d’ADN dans un vecteur, ce vecteur étant propagé dans une cellule hôte (le plus souvent un procaryote). La culture et l’amplification de ces cellules puis la purification de ce vecteur permettent de produire de grandes quantités du fragment d’ADN cloné. Les vecteurs de clonage bactérien sont les plasmides, les phages et les cosmides qui permettent respectivement l’insertion de 10, 20, 45 kpb environ. Les BAC (bacterial artificial chromosome) permettent des insertions de 100 à 300 kpb et les YAC (yeast artificial chromosome) de 500kpb environ.