• Saturday July 11,2020

Les gènes

Nous expliquons ce que sont les gènes, leur fonctionnement, leur structure et leur classification. Manipulation et mutations génétiques.

Un gène est un fragment d'ADN qui code pour un produit fonctionnel spécifique.
  1. Quels sont les gènes?

En biologie, l'unité minimale d'information génétique contenant l'ADN d'un être vivant est appelée gène. Tous les gènes forment ensemble le génome, c'est-à-dire les informations génétiques de l'espèce.

Chaque gène est une unité moléculaire qui code pour un produit fonctionnel spécifique, tel qu'une protéine. En même temps, il est responsable de la transmission de ces informations à la progéniture de l'organisme, c'est -à- dire qu'il est responsable de l'héritage .

Les gènes se trouvent dans les chromosomes (qui à leur tour font la vie dans le noyau de nos cellules). Chaque gène occupe une position spécifique, appelée locus, le long de la gigantesque chaîne séquentielle composant l'ADN.

Vu sous un autre angle, un gène n'est rien de plus qu'un court segment d'ADN, situé dans le chromosome toujours situé au même endroit, car ils se produisent généralement par paires (appelées allèles). Cela signifie que pour chaque gène spécifique, il existe un autre allèle, une copie.

Ce dernier est très important en héritage, car certains traits physiques ou physiologiques peuvent être dominants (ont tendance à se manifester) ou récessifs (ne pas avoir tendance à se manifester). Les premiers sont si puissants qu’un gène des deux allèles suffit à se manifester, tandis que les derniers exigent que les deux allèles soient identiques pour se manifester.

Cependant, les informations génétiques récessives peuvent être héritées, puisqu’une personne qui ne manifeste pas un gène spécifique peut néanmoins le transmettre à leur progéniture. C'est ce qui se produit lorsqu'une personne aux yeux foncés a un enfant aux yeux clairs, généralement comme l'un de leurs grands-parents.

Comme on le verra, les informations contenues dans les gènes peuvent déterminer nombre de nos caractéristiques physiques, telles que la hauteur, la couleur des cheveux, etc. Mais il peut aussi causer des malformations congénitales, telles que la trisomie 21 ou le syndrome de Down.

Elle peut vous servir: théorie des chromosomes héréditaires

  1. Histoire des gènes

Mendel a déduit l'existence de gènes par ses expériences avec des plantes.

Le père de la notion d'héritage était le naturaliste et moine austro-hongrois Gregor Johann Mendel (1822-1884), qui avait déterminé dans ses études qu'il existait un ensemble de traits spécifiques pouvant être hérités d'une génération à l'autre.

Son apparition dépendait de ce qu'il appelait des "facteurs" et de ce que nous appelons aujourd'hui les gènes. Mendel a supposé que ces facteurs étaient disposés de manière linéaire dans les chromosomes des cellules, qui n'avaient pas encore été étudiés en profondeur.

Cependant, en 1950, la forme et la structure de l'ADN ont été découvertes, dans sa célèbre double hélice . On a donc imposé l’idée que ces facteurs, désormais appelés «gènes», n’étaient rien de plus qu’un fragment codant pour la séquence d’ADN, dont le résultat était la synthèse d’un polypeptide spécifique, c’est-à-dire un fragment de protéine.

Avec cette découverte, la génétique est née et les premiers pas sont faits pour la connaissance et la manipulation du code génétique.

  1. Comment fonctionnent les gènes?

Les gènes agissent comme un modèle ou un motif (selon le code génétique), qui détermine le type de molécules et le lieu où elles doivent aller, afin de composer une macromolécule dotée de fonctions spécifiques au sein de l'organisme.

Vu sous cet angle, les gènes font partie des mécanismes de fabrication de la vie elle-même . Il s'agit d'un processus complexe et auto-régulé, car différents segments de l'ADN agissent en tant que signaux de début, de fin, d'augmentation ou de réduction de la transcription du contenu des gènes.

  1. Types de gènes

Les gènes diffèrent selon leur rôle spécifique dans la synthèse des protéines, comme suit:

  • Gènes structurels Celles qui contiennent les informations de codage, c'est-à-dire celles qui correspondent à l'ensemble des acides aminés pour former une protéine spécifique.
  • Gènes régulateurs Gènes dépourvus d'informations codantes, mais remplissant plutôt des fonctions de régulation et d'ordonnancement, déterminant ainsi le lieu de début et de fin de la transcription génétique, ou remplissant des rôles spécifiques au cours de la mitose et de la méiose, ou indiquant le lieu où ils devraient Les enzymes ou autres protéines sont combinées au cours de la synthèse.
  1. Structure d'un gène

Les gènes ne sont, d’un point de vue moléculaire, guère plus qu’une séquence des nucléotides qui constituent l’ADN ou l’ARN (adénine, guanine, cytosine et thymine ou uracile). Son ordre spécifique correspond à un ensemble spécifique d'acides aminés, de manière à former une macromolécule de fonction spécifique (protéines, par exemple).

Cependant, les gènes sont composés de deux parties de fonctions différentes, à savoir:

  • Exons La région du gène contenant l’ADN codant, c’est-à-dire la séquence spécifique de bases azotées permettant de synthétiser une protéine.
  • Intrones La région du gène qui contient l’ADN non codant, c’est-à-dire qui ne contient pas d’instructions pour la synthèse des protéines.

Un gène peut avoir différents nombres d'exons et d'introns et, dans certains cas, comme dans l'ADN d'organismes procaryotes (structurellement plus simples que celui des eucaryotes), les gènes sont dépourvus d'introns.

  1. Mutations génétiques

Le lion blanc est le résultat d'une mutation génétique du lion d'Afrique.

Au cours du processus de transcription de l'information génétique de l'ADN et de sa recomposition dans une nouvelle protéine, ou également au cours des étapes de duplication et de réplication Avec l'ADN dans la reproduction cellulaire, il est possible que des erreurs se produisent, bien que cela ne soit pas trop fréquent .

En conséquence, un acide aminé en remplace un autre dans une protéine et, en fonction du type de substitution et de l'endroit dans la macromolécule où se trouve l'acide aminé substitué, il est possible que C'est une erreur inoffensive, ou qui déclenche des maladies, des maux ou même des bénéfices inattendus. Ces types d’erreurs spontanées sont appelées mutations .

Les mutations se produisent spontanément et jouent un rôle important dans l'héritage et l'évolution . Une mutation peut conférer à une espèce un trait idéal pour mieux s’adapter à son environnement, favorisant ainsi la sélection naturelle, ou au contraire pouvant fournir un trait défavorable et conduire à l’extinction. .

Seuls les traits positifs se répandent dans l’espèce, l’individu privilégié se reproduisant plus que d’autres, pour finalement donner naissance à une nouvelle espèce.

  1. Génome

Le génome est l'ensemble des gènes contenus dans les chromosomes, c'est-à-dire la totalité des informations génétiques d'un individu ou d'une espèce spécifique .

Le génome est également le génotype, c'est-à-dire l'expression invisible et héréditaire qui produit en grande partie des caractéristiques physiques et physiologiques (le phénotype). L'origine de ce terme provient de l'union de gen et de chromosome.

Dans les cellules diploïdes (2n), c'est-à-dire dans lesquelles il existe des paires de chromosomes homologues, le génome entier de l'organisme se trouve en deux copies entières, tandis que dans les cellules haploïdes (n) Un seul exemplaire est trouvé.

C’est le cas des gamètes oculaires sexuelles, qui représentent la moitié du fardeau génétique d’un nouvel individu, en le complétant avec celui de l’autre gamète (hommes et femmes) pour construire un nouveau modèle. individu génétiquement nouveau.

  1. Génie génétique et thérapie génique

La manipulation génétique est utilisée en médecine et dans l'industrie agricole.

Alors que le fonctionnement des gènes est devenu plus largement connu, le génome d'espèces entières a été décodé et les outils technologiques disponibles pour intervenir dans l'information génétique .

Actuellement, de nouvelles options biotechnologiques sont apparues, telles que le génie génétique (ou manipulation génétique) et la thérapie génique, pour ne citer que deux cas célèbres.

Le génie génétique poursuit la programmation d'organismes vivants par la manipulation (ajout, suppression, etc.) de son code génétique. Pour cela, la nanotechnologie ou certains virus génétiquement manipulés sont utilisés.

Ainsi, il est possible d'obtenir des espèces animales ou végétales avec le phénotype souhaité, dans une version plus extrême de l'élevage sélectif (ce que nous faisons avec des animaux domestiques). Le génie génétique joue un rôle important dans l'industrie alimentaire, dans l'agriculture, l'élevage, etc.

D'autre part, la thérapie génique est une méthode médicale d'attaque de maladies incurables telles que le cancer ou héréditaires, telles que le syndrome de Wiskott-Aldrich. Il consiste en l'insertion d'éléments dans le génome d'un individu, directement dans ses cellules ou ses tissus.

Par exemple, dans le cas des tumeurs, des gènes suicides anormaux sont introduits dans les cellules qui entraînent la désintégration proprement dite, ce qui entraîne l'élimination du cancer. en jouant Cette technique est cependant encore en phase expérimentale et / ou initiale.

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