7.7 PCR : ampli?cation en chaîne par polymérase
La méthode d’ampli?cation en chaîne par polymérase (PCR pour polymerase chain
reaction) est une méthode d’ampli?cation de séquences d’ADN mise au point en
1983 par le biochimiste américain Kary B. Mullis (1944-…). Elle permet de copier
une séquence d’ADN (ou d’ARN) à partir d’une in?me quantité d’acide nucléique.
Cette invention a révolutionné le monde judiciaire, puisqu’il est maintenant possible, en un temps assez court, de générer assez d’ADN pour une analyse. De plus, cette
technique permet aussi de diagnostiquer certaines maladies et de véri?er la présence
d’infections.
En mélangeant l’échantillon d’ADN à amplifier avec les nucléotides appropriés,
des amorces (fractions d’ADN) et une polymérase stable à la chaleur, il est possible de copier la séquence originale. Dans un premier temps, les deux brins d’ADN
se séparent sous l’effet de la chaleur, puis, en diminuant la température, les amorces s’apparient avec l’échantillon d’ADN. Dans un processus similaire à celui de la
réplication, la polymérase catalyse l’addition des nucléotides aux amorces, générant ainsi deux copies de l’ADN original. Ces étapes sont répétées plusieurs fois,
conduisant à une amplification exponentielle de l’ADN. Avec l’automatisation,
quelques heures permettent de générer plus d’un milliard de copies de l’ADN original (voir la figure 7.28).
Figure 7.28 Schéma de l’ampli?cation en chaîne par polymérase
7.8 Synthèse d’acides nucléiques
Il est possible de synthétiser des séquences plus ou moins longues d’acides nucléiques de façon automatisée en laboratoire. La méthode repose sur un principe
similaire à ce lui de la synthèse de Merrifield utilisée pour les peptides (voir la section 6.8.3, p. 297).
La fonction amine présente sur l’adénine, la guanine et la cytosine doit être préalablement protégée, en général sous forme d’amide (voir la ?gure 7.29). Ne comportant
pas de fonction amine libre, la thymine ne nécessite pas de protection.
Figure 7.29
Adénine, guanine et cytosine
protégées
La clé de la méthode PCR est
l’enzyme ADN polymérase
thermostable pouvant supporter des températures assez
élevées. La plupart des autres
enzymes sont dégradées
lorsque la température
s’éloigne de 37 °C.
REMARQUE
332 Chapitre 7 Acides nucléiques
La méthode d’ampli?cation en chaîne par polymérase (PCR pour polymerase chain
reaction) est une méthode d’ampli?cation de séquences d’ADN mise au point en
1983 par le biochimiste américain Kary B. Mullis (1944-…). Elle permet de copier
une séquence d’ADN (ou d’ARN) à partir d’une in?me quantité d’acide nucléique.
Cette invention a révolutionné le monde judiciaire, puisqu’il est maintenant possible, en un temps assez court, de générer assez d’ADN pour une analyse. De plus, cette
technique permet aussi de diagnostiquer certaines maladies et de véri?er la présence
d’infections.
En mélangeant l’échantillon d’ADN à amplifier avec les nucléotides appropriés,
des amorces (fractions d’ADN) et une polymérase stable à la chaleur, il est possible de copier la séquence originale. Dans un premier temps, les deux brins d’ADN
se séparent sous l’effet de la chaleur, puis, en diminuant la température, les amorces s’apparient avec l’échantillon d’ADN. Dans un processus similaire à celui de la
réplication, la polymérase catalyse l’addition des nucléotides aux amorces, générant ainsi deux copies de l’ADN original. Ces étapes sont répétées plusieurs fois,
conduisant à une amplification exponentielle de l’ADN. Avec l’automatisation,
quelques heures permettent de générer plus d’un milliard de copies de l’ADN original (voir la figure 7.28).
Figure 7.28 Schéma de l’ampli?cation en chaîne par polymérase
7.8 Synthèse d’acides nucléiques
Il est possible de synthétiser des séquences plus ou moins longues d’acides nucléiques de façon automatisée en laboratoire. La méthode repose sur un principe
similaire à ce lui de la synthèse de Merrifield utilisée pour les peptides (voir la section 6.8.3, p. 297).
La fonction amine présente sur l’adénine, la guanine et la cytosine doit être préalablement protégée, en général sous forme d’amide (voir la ?gure 7.29). Ne comportant
pas de fonction amine libre, la thymine ne nécessite pas de protection.
Figure 7.29
Adénine, guanine et cytosine
protégées
La clé de la méthode PCR est
l’enzyme ADN polymérase
thermostable pouvant supporter des températures assez
élevées. La plupart des autres
enzymes sont dégradées
lorsque la température
s’éloigne de 37 °C.
REMARQUE
332 Chapitre 7 Acides nucléiques