chapitre 20 La biotechnologie
491
d) Il peut servir de sonde nucléique pour repérer des gènes
exprimés dans le cerveau.
e) Il ne contient pas les introns des gènes humains.
7. L’expression d’un gène eucaryote cloné par une cellule bactérienne
soulève de nombreux défis. Parmi les problèmes suivants, lequel peut
être résolu en ayant recours à de l’ARNm et de la transcriptase inverse ?
a) La maturation après la transcription.
b) L’électroporation.
c) La maturation après la traduction.
d) L’hybridation des acides nucléiques.
e) La liaison des fragments de restriction.
8. Parmi les séquences suivantes d’ADN bicaténaire, laquelle a le plus de
chances d’être reconnue et coupée par une enzyme de restriction ?
a) AAGG
TTCC
b) AGTC
TCAG
c) GGCC
CCGG
d) ACCA
TGGT
e) AAAA
TTTT
9. FaItes un dessIn Vous élaborez une banque génomique pour
l’oryctérope, en utilisant un plasmide bactérien comme vecteur. Le
schéma en vert cidessous illustre le plasmide qui contient le site
de restriction pour l’enzyme utilisée dans la figure 20.3. Audessus
du plasmide, il y a un segment d’ADN linéaire d’oryctérope. Illustrez votre procédure de clonage par un schéma qui montre ce que
deviennent ces deux molécules au cours de chaque étape. Utilisez
une couleur pour l’ADN de l’oryctérope et ses bases et une autre
pour ceux du plasmide. Annotez chaque étape et toutes les extrémités 5 et 3.
T C C A T G A A T T C T A A A G C G C T T A T G A A T T C A C GG C
5
3
A GG T A C T T A A G A T T T C G C G
ADN de l’oryctérope
Plasmide
A A T A C T T A A G T G C C G
3
5
G A A T T
C
C T TA A
G
NiVeaU 3 : SYNthÈSe et éVaLUatiON
10.
et sI ?
Imaginez que vous voulez étudier une des cristallines
humaines, les protéines présentes dans le cristallin de l’œil. Afin
d’obtenir une quantité suffisante de la protéine recherchée, vous
décidez de cloner le gène qui code pour celleci. Devriezvous
constituer une banque génomique ou une banque d’ADNc ? Quel
matériau devriezvous utiliser comme source d’ADN ou d’ARN ?
11. lIen aveC l’évolutIon
En mettant de côté les considérations éthiques, expliquez comment
l’utilisation généralisée des technologies basées sur l’ADN risquerait
de modifier le processus naturel de l’évolution qui se déroule depuis
4 milliards d’années.
12. IntéGratIon
Vous tentez d’étudier un gène codant pour un neurotransmetteur
protéique des neurones du cerveau humain, et vous connaissez la
séquence d’acides aminés de cette protéine. Expliquez comment
vous pouvez : a) identifier les gènes exprimés par un type spécifique
de neurones ; b) trouver le gène codant pour ce neurotransmetteur ;
c) produire un grand nombre de copies de ce gène à des fins de
recherche ; d) produire le neurotransmetteur en quantité suffisante
pour pouvoir évaluer son emploi éventuel comme médicament.
13. sCIenCe, teCHnoloGIe et soCIété
Existetil un risque de discrimination fondée sur les tests de
détection de gènes « nocifs » ? Quels principes éthiques proposeriezvous d’adopter pour prévenir de tels abus ?
14. sCIenCe, teCHnoloGIe et soCIété
Dans certains pays, le financement par l’État de la recherche sur les
cellules souches d’origine embryonnaire a donné lieu à de
nombreuses controverses sur la scène politique. Pourquoi ce débat
suscitetil tant de passions ? Résumez les arguments pour et contre
la recherche sur les cellules souches embryonnaires, et donnez votre
point de vue sur la question.
15.
éCrIvez un teXte
le fondement génétique de la vie Dans un court texte
(de 100 à 150 mots), expliquez dans quelle mesure la base
génétique de la vie joue un rôle capital en biotechnologie.
Questions des figures
Figure 20.3
Figure 20.4 Les cellules qui ne contiennent aucun plasmide pourraient
se développer ; elles formeraient des colonies blanches, en raison de
l’absence de gène lacZ fonctionnel. Figure 20.10 Faites croître chaque
clone de cellules en culture. Isolez les plasmides de chacun et découpezles avec l’enzyme de restriction utilisée à l’origine pour fabriquer le
clone (voir la figure 20.4). Appliquez chaque échantillon sur un gel
électrophorétique et récupérez l’ADN de la séquence dans la bande du
gel. Figure 20.16 L’enjambement, qui cause la recombinaison, est un
événement fortuit. La probabilité que l’enjambement se produise entre
deux loci augmente avec la distance qui les sépare. Comme le SNP est
situé très près d’un allèle responsable d’une maladie, l’enjambement se
produit rarement entre le SNP et l’allèle. Le SNP est donc un marqueur
génétique qui indique la présence de l’allèle particulier. Figure 20.18
Aucun des œufs ayant les noyaux transplantés de l’embryon à quatre
cellules dans le haut à gauche n’aurait donné un têtard. En outre, le
résultat ne contiendrait que quelques tissus du têtard, qui différeraient
selon le noyau transplanté. (Cela suppose qu’il existe un moyen de
distinguer les quatre cellules, comme il est possible de le faire chez certaines espèces de grenouille.) Figure 20.22 L’utilisation de cellules SPi
converties ne comporterait pas le même risque, ce qui est son principal
avantage. Étant donné que les cellules donneuses proviendraient du
patient, elles correspondraient parfaitement. Le système immunitaire
du patient les reconnaîtrait comme des cellules du « soi » et ne déclencherait pas de réaction (c’est ce qui provoque le rejet).
retour sur le concept 20.1
1. Des liaisons covalentes désoxyribosephosphate des brins d’ADN. 2. Oui,
PuvI peut couper la molécule.
Puv
Réponses du chapitRe 20
491
d) Il peut servir de sonde nucléique pour repérer des gènes
exprimés dans le cerveau.
e) Il ne contient pas les introns des gènes humains.
7. L’expression d’un gène eucaryote cloné par une cellule bactérienne
soulève de nombreux défis. Parmi les problèmes suivants, lequel peut
être résolu en ayant recours à de l’ARNm et de la transcriptase inverse ?
a) La maturation après la transcription.
b) L’électroporation.
c) La maturation après la traduction.
d) L’hybridation des acides nucléiques.
e) La liaison des fragments de restriction.
8. Parmi les séquences suivantes d’ADN bicaténaire, laquelle a le plus de
chances d’être reconnue et coupée par une enzyme de restriction ?
a) AAGG
TTCC
b) AGTC
TCAG
c) GGCC
CCGG
d) ACCA
TGGT
e) AAAA
TTTT
9. FaItes un dessIn Vous élaborez une banque génomique pour
l’oryctérope, en utilisant un plasmide bactérien comme vecteur. Le
schéma en vert cidessous illustre le plasmide qui contient le site
de restriction pour l’enzyme utilisée dans la figure 20.3. Audessus
du plasmide, il y a un segment d’ADN linéaire d’oryctérope. Illustrez votre procédure de clonage par un schéma qui montre ce que
deviennent ces deux molécules au cours de chaque étape. Utilisez
une couleur pour l’ADN de l’oryctérope et ses bases et une autre
pour ceux du plasmide. Annotez chaque étape et toutes les extrémités 5 et 3.
T C C A T G A A T T C T A A A G C G C T T A T G A A T T C A C GG C
5
3
A GG T A C T T A A G A T T T C G C G
ADN de l’oryctérope
Plasmide
A A T A C T T A A G T G C C G
3
5
G A A T T
C
C T TA A
G
NiVeaU 3 : SYNthÈSe et éVaLUatiON
10.
et sI ?
Imaginez que vous voulez étudier une des cristallines
humaines, les protéines présentes dans le cristallin de l’œil. Afin
d’obtenir une quantité suffisante de la protéine recherchée, vous
décidez de cloner le gène qui code pour celleci. Devriezvous
constituer une banque génomique ou une banque d’ADNc ? Quel
matériau devriezvous utiliser comme source d’ADN ou d’ARN ?
11. lIen aveC l’évolutIon
En mettant de côté les considérations éthiques, expliquez comment
l’utilisation généralisée des technologies basées sur l’ADN risquerait
de modifier le processus naturel de l’évolution qui se déroule depuis
4 milliards d’années.
12. IntéGratIon
Vous tentez d’étudier un gène codant pour un neurotransmetteur
protéique des neurones du cerveau humain, et vous connaissez la
séquence d’acides aminés de cette protéine. Expliquez comment
vous pouvez : a) identifier les gènes exprimés par un type spécifique
de neurones ; b) trouver le gène codant pour ce neurotransmetteur ;
c) produire un grand nombre de copies de ce gène à des fins de
recherche ; d) produire le neurotransmetteur en quantité suffisante
pour pouvoir évaluer son emploi éventuel comme médicament.
13. sCIenCe, teCHnoloGIe et soCIété
Existetil un risque de discrimination fondée sur les tests de
détection de gènes « nocifs » ? Quels principes éthiques proposeriezvous d’adopter pour prévenir de tels abus ?
14. sCIenCe, teCHnoloGIe et soCIété
Dans certains pays, le financement par l’État de la recherche sur les
cellules souches d’origine embryonnaire a donné lieu à de
nombreuses controverses sur la scène politique. Pourquoi ce débat
suscitetil tant de passions ? Résumez les arguments pour et contre
la recherche sur les cellules souches embryonnaires, et donnez votre
point de vue sur la question.
15.
éCrIvez un teXte
le fondement génétique de la vie Dans un court texte
(de 100 à 150 mots), expliquez dans quelle mesure la base
génétique de la vie joue un rôle capital en biotechnologie.
Questions des figures
Figure 20.3
Figure 20.4 Les cellules qui ne contiennent aucun plasmide pourraient
se développer ; elles formeraient des colonies blanches, en raison de
l’absence de gène lacZ fonctionnel. Figure 20.10 Faites croître chaque
clone de cellules en culture. Isolez les plasmides de chacun et découpezles avec l’enzyme de restriction utilisée à l’origine pour fabriquer le
clone (voir la figure 20.4). Appliquez chaque échantillon sur un gel
électrophorétique et récupérez l’ADN de la séquence dans la bande du
gel. Figure 20.16 L’enjambement, qui cause la recombinaison, est un
événement fortuit. La probabilité que l’enjambement se produise entre
deux loci augmente avec la distance qui les sépare. Comme le SNP est
situé très près d’un allèle responsable d’une maladie, l’enjambement se
produit rarement entre le SNP et l’allèle. Le SNP est donc un marqueur
génétique qui indique la présence de l’allèle particulier. Figure 20.18
Aucun des œufs ayant les noyaux transplantés de l’embryon à quatre
cellules dans le haut à gauche n’aurait donné un têtard. En outre, le
résultat ne contiendrait que quelques tissus du têtard, qui différeraient
selon le noyau transplanté. (Cela suppose qu’il existe un moyen de
distinguer les quatre cellules, comme il est possible de le faire chez certaines espèces de grenouille.) Figure 20.22 L’utilisation de cellules SPi
converties ne comporterait pas le même risque, ce qui est son principal
avantage. Étant donné que les cellules donneuses proviendraient du
patient, elles correspondraient parfaitement. Le système immunitaire
du patient les reconnaîtrait comme des cellules du « soi » et ne déclencherait pas de réaction (c’est ce qui provoque le rejet).
retour sur le concept 20.1
1. Des liaisons covalentes désoxyribosephosphate des brins d’ADN. 2. Oui,
PuvI peut couper la molécule.
Puv
Réponses du chapitRe 20