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B IOLOGIE CELLULAIRE
1. IDENTIFICATION
DE LA NATURE CHIMIQUE
DU MATÉRIEL HÉRÉDITAIRE
Les premières expériences efficaces relatives au
matériel héréditaire furent conduites par G.
M ENDEL, qui postula l’existence d’entités formelles
contrôlant des caractères morphologiques, ultérieurement nommées gènes. À la même époque,
F. M IESCHER isolait chimiquement l’ADN, sans
qu’une relation entre les deux démarches soit faite.
Un siècle exactement s’est écoulé entre le travail
de ces précurseurs et la découverte des mécanismes moléculaires régissant l’expression des
gènes. L’encart historique suivant retrace les principales étapes de cette longue histoire.
1.1. Expériences historiques
sur les Bactéries et les Virus
La première d’une série d’expériences décisives
a été réalisée en 1928, par F. G RIFFITH, qui démontra
que l’on pouvait modifier les caractéristiques héréditaires d’une souche de Bactéries responsable
d’une pneumonie chez la souris ( Diplococcus pneumoniae). Le principe simplifié de cette expérience,
dite de transformation bactérienne, est illustré
dans la figure 4.1. L’identification de l’espèce moléculaire impliquée dans ce phénomène, à savoir
l’ADN, eut lieu en 1944 (voir l’encart suivant).
Pour des raisons techniques, liées à la simplicité
des méthodes biochimiques disponibles alors, la
démonstration fut essentiellement faite de façon
négative (perte de l’activité d’un extrait transformant en partie purifié, après digestion enzymatique
Découverte de la nature chimique du matériel génétique
E NCARTH ISTORIQUE
1866 : M ENDEL publie ses expériences sur la transmission des caractères héréditaires et détermine
les lois de leur ségrégation indépendante ;
l’ensemble conduira à la notion de gène.
1869 : M IESCHER isole pour la première fois
l’ADN, qu’il nomme nucléine, à partir de noyaux
des cellules constituant le pus ; il donne sa composition chimique globale et identifie en particulier le phosphore, qui distingue radicalement
cette molécule des protéines.
1900-1920 : établissement de la théorie chromosomique de l’hérédité.
1910-1930 : la composition en bases des acides
nucléiques et la structure des nucléotides sont établies (LEVENE);les acides thymonucléiques
(ADN) et zymonucléiques (ARN) sont distingués.
1928 : G RIFFITH réalise sa célèbre expérience sur la
transformation in vivo de Pneumocoques non
virulents grâce à leur co-injection avec des
Pneumocoques virulents morts, à des souris.
1930-1933 : la transformation bactérienne s’avère
possible in vitro (DAWSON et S IA) et même grâce à
un extrait acellulaire de Pneumocoques virulents
morts (ALLOWAY ).
1943 : S CHRODINGER postule que le matériel héréditaire est un message chimique codé.
1944 : le «principe transformant » de G RIFFITH est
identifié à l’ADN, grâce à une approche enzymatique, par A VERY, M AC L EOD et M AC C ARTY.
1948 : B OIVIN et V ENDRELY affirment, sur la base
de dosages chimiques précis, que l’ADN contenu
dans les noyaux des cellules eucaryotiques est le
support des caractères héréditaires.
1952 : la nature chimique du matériel génétique
d’un bactériophage (Virus de Bactérie) est identifiée à l’ADN (HERSHEY et C HASE).
1953 : la structure moléculaire en double hélice
de l’ADN est établie par W ATSON et C RICK. Sur la
base de cette découverte, G AMOW explicite la
notion de code génétique et pose les problèmes
de son décryptage et du fonctionnement des
gènes. L’ère de la biologie moderne commence.
1956 : le matériel génétique du Virus de la
mosaïque du tabac (VMT) est identifié à l’ARN
(FRAENKEL-CONRAT).
1961-1966 : le code génétique universel est complètement déchiffré et les principaux mécanismes
de l’expression de l’information génétique sont
élucidés chez les Bactéries.
1975 : naissance de l’ingéniérie génétique.
B IOLOGIE CELLULAIRE
1. IDENTIFICATION
DE LA NATURE CHIMIQUE
DU MATÉRIEL HÉRÉDITAIRE
Les premières expériences efficaces relatives au
matériel héréditaire furent conduites par G.
M ENDEL, qui postula l’existence d’entités formelles
contrôlant des caractères morphologiques, ultérieurement nommées gènes. À la même époque,
F. M IESCHER isolait chimiquement l’ADN, sans
qu’une relation entre les deux démarches soit faite.
Un siècle exactement s’est écoulé entre le travail
de ces précurseurs et la découverte des mécanismes moléculaires régissant l’expression des
gènes. L’encart historique suivant retrace les principales étapes de cette longue histoire.
1.1. Expériences historiques
sur les Bactéries et les Virus
La première d’une série d’expériences décisives
a été réalisée en 1928, par F. G RIFFITH, qui démontra
que l’on pouvait modifier les caractéristiques héréditaires d’une souche de Bactéries responsable
d’une pneumonie chez la souris ( Diplococcus pneumoniae). Le principe simplifié de cette expérience,
dite de transformation bactérienne, est illustré
dans la figure 4.1. L’identification de l’espèce moléculaire impliquée dans ce phénomène, à savoir
l’ADN, eut lieu en 1944 (voir l’encart suivant).
Pour des raisons techniques, liées à la simplicité
des méthodes biochimiques disponibles alors, la
démonstration fut essentiellement faite de façon
négative (perte de l’activité d’un extrait transformant en partie purifié, après digestion enzymatique
Découverte de la nature chimique du matériel génétique
E NCARTH ISTORIQUE
1866 : M ENDEL publie ses expériences sur la transmission des caractères héréditaires et détermine
les lois de leur ségrégation indépendante ;
l’ensemble conduira à la notion de gène.
1869 : M IESCHER isole pour la première fois
l’ADN, qu’il nomme nucléine, à partir de noyaux
des cellules constituant le pus ; il donne sa composition chimique globale et identifie en particulier le phosphore, qui distingue radicalement
cette molécule des protéines.
1900-1920 : établissement de la théorie chromosomique de l’hérédité.
1910-1930 : la composition en bases des acides
nucléiques et la structure des nucléotides sont établies (LEVENE);les acides thymonucléiques
(ADN) et zymonucléiques (ARN) sont distingués.
1928 : G RIFFITH réalise sa célèbre expérience sur la
transformation in vivo de Pneumocoques non
virulents grâce à leur co-injection avec des
Pneumocoques virulents morts, à des souris.
1930-1933 : la transformation bactérienne s’avère
possible in vitro (DAWSON et S IA) et même grâce à
un extrait acellulaire de Pneumocoques virulents
morts (ALLOWAY ).
1943 : S CHRODINGER postule que le matériel héréditaire est un message chimique codé.
1944 : le «principe transformant » de G RIFFITH est
identifié à l’ADN, grâce à une approche enzymatique, par A VERY, M AC L EOD et M AC C ARTY.
1948 : B OIVIN et V ENDRELY affirment, sur la base
de dosages chimiques précis, que l’ADN contenu
dans les noyaux des cellules eucaryotiques est le
support des caractères héréditaires.
1952 : la nature chimique du matériel génétique
d’un bactériophage (Virus de Bactérie) est identifiée à l’ADN (HERSHEY et C HASE).
1953 : la structure moléculaire en double hélice
de l’ADN est établie par W ATSON et C RICK. Sur la
base de cette découverte, G AMOW explicite la
notion de code génétique et pose les problèmes
de son décryptage et du fonctionnement des
gènes. L’ère de la biologie moderne commence.
1956 : le matériel génétique du Virus de la
mosaïque du tabac (VMT) est identifié à l’ARN
(FRAENKEL-CONRAT).
1961-1966 : le code génétique universel est complètement déchiffré et les principaux mécanismes
de l’expression de l’information génétique sont
élucidés chez les Bactéries.
1975 : naissance de l’ingéniérie génétique.