10 chapitre 1 Introduction : les thèmes de l’étude du vivant
régulant le fonctionnement des gènes responsables du codage
de protéines. Toutes ces molécules d’ARN sont gouvernées par
des gènes, et leur transcription fait aussi partie de l’expres sion
génétique. Quant à l’ADN, il garantit la transmission fidèle
du bagage génétique d’une génération à l’autre en conservant
les instructions pour produire des protéines et des molécules
d’ARN, et en se répliquant à chaque division cellulaire.
La génomique : l’analyse à grande échelle
de séquences d’ADN
L’ensemble des directives génétiques dont un organisme
hérite est appelé génome. Chaque cellule humaine comporte deux jeux de chromosomes semblables, et l’ADN de
chaque jeu totalise environ trois milliards de paires de
nucléotides. Si la taille des « lettres » chimiques des nucléotides
d’un seul brin était identique à celle des lettres que vous lisez
actuellement, il faudrait 600 manuels du même format que
celui-ci pour les écrire toutes. Dans ce génome de séquences de
nucléotides de l’humain se trouvent les gènes qui codent la
production de plus de 75 000 types différents de protéines,
sans compter un nombre – inconnu à ce jour – de molécules
d’ARN qui ne codent pas de protéines.
Depuis le début des années 1990, grâce à la révolution
technologique, la cadence de séquençage de génomes s’est
accélérée et a atteint un rythme incroyable. La mise au point
de nouvelles méthodes et de séquenceurs automatiques d’ADN,
comme celui présenté à la figure 1.12, y a largement contribué. Nous connaissons maintenant la séquence complète de
nucléotides composant le génome humain, de même que celle
de nombreux autres organismes, parmi lesquels des bactéries,
des archées, des eumycètes, des plantes et des animaux.
Au rayon des réalisations scientifiques et technologiques,
on a comparé le séquençage du génome humain aux premiers
pas sur la Lune, en 1969, des astronautes de la mission Apollo.
m Figure 1.11 Le matériel génétique : l’ADN.
(a)
A
A
T
A
T
A
T
A
T
C
C
C
G
G
La double hélice de l’ADN.
Tous les atomes d’un segment
d’ADN sont représentés dans
ce modèle. La molécule d’ADN
est formée de deux longues
chaînes d’unités structurales
appelées nucléotides et elle a
la forme tridimensionnelle
d’une double hélice.
Brin d’ADN. Ces lettres et ces
formes géométriques représentent
les nucléotides contenus dans un court
segment d’une des deux chaînes d’une
molécule d’ADN. L’information génétique
réside dans l’enchaînement particulier
des quatre nucléotides (leurs noms
sont abrégés ici avec les lettres A, T,
C et G).
(b)
Nucléotide
Noyau
Cellule
ADN
m Figure 1.12 La biologie, une science de l’information.
Les séquenceurs d’ADN et l’immense puissance de traitement dont on
dispose ont rendu possible le séquençage génomique. Ces installations
de Walnut Creek, en Californie, appartiennent au Joint Genome Institute.
régulant le fonctionnement des gènes responsables du codage
de protéines. Toutes ces molécules d’ARN sont gouvernées par
des gènes, et leur transcription fait aussi partie de l’expres sion
génétique. Quant à l’ADN, il garantit la transmission fidèle
du bagage génétique d’une génération à l’autre en conservant
les instructions pour produire des protéines et des molécules
d’ARN, et en se répliquant à chaque division cellulaire.
La génomique : l’analyse à grande échelle
de séquences d’ADN
L’ensemble des directives génétiques dont un organisme
hérite est appelé génome. Chaque cellule humaine comporte deux jeux de chromosomes semblables, et l’ADN de
chaque jeu totalise environ trois milliards de paires de
nucléotides. Si la taille des « lettres » chimiques des nucléotides
d’un seul brin était identique à celle des lettres que vous lisez
actuellement, il faudrait 600 manuels du même format que
celui-ci pour les écrire toutes. Dans ce génome de séquences de
nucléotides de l’humain se trouvent les gènes qui codent la
production de plus de 75 000 types différents de protéines,
sans compter un nombre – inconnu à ce jour – de molécules
d’ARN qui ne codent pas de protéines.
Depuis le début des années 1990, grâce à la révolution
technologique, la cadence de séquençage de génomes s’est
accélérée et a atteint un rythme incroyable. La mise au point
de nouvelles méthodes et de séquenceurs automatiques d’ADN,
comme celui présenté à la figure 1.12, y a largement contribué. Nous connaissons maintenant la séquence complète de
nucléotides composant le génome humain, de même que celle
de nombreux autres organismes, parmi lesquels des bactéries,
des archées, des eumycètes, des plantes et des animaux.
Au rayon des réalisations scientifiques et technologiques,
on a comparé le séquençage du génome humain aux premiers
pas sur la Lune, en 1969, des astronautes de la mission Apollo.
m Figure 1.11 Le matériel génétique : l’ADN.
(a)
A
A
T
A
T
A
T
A
T
C
C
C
G
G
La double hélice de l’ADN.
Tous les atomes d’un segment
d’ADN sont représentés dans
ce modèle. La molécule d’ADN
est formée de deux longues
chaînes d’unités structurales
appelées nucléotides et elle a
la forme tridimensionnelle
d’une double hélice.
Brin d’ADN. Ces lettres et ces
formes géométriques représentent
les nucléotides contenus dans un court
segment d’une des deux chaînes d’une
molécule d’ADN. L’information génétique
réside dans l’enchaînement particulier
des quatre nucléotides (leurs noms
sont abrégés ici avec les lettres A, T,
C et G).
(b)
Nucléotide
Noyau
Cellule
ADN
m Figure 1.12 La biologie, une science de l’information.
Les séquenceurs d’ADN et l’immense puissance de traitement dont on
dispose ont rendu possible le séquençage génomique. Ces installations
de Walnut Creek, en Californie, appartiennent au Joint Genome Institute.