Genetique

• La compréhension des mécanismes de l'hérédité a largement progressé ces 30 dernières années
• L'étude des maladies monogéniques a fortement contribué à expliquer le fonctionnement des gènes et au décryptage du génome humain sur son organisation
• Les découvertes furent importantes et les connaissances concernant l'hérédité ont évolué d'une manière considérable: à l'heure actuelle, les lois de Mendel appliquées aux maladies monogéniques ne suffisent plus à expliquer la transmission de nos caractères
• Les mécanismes de régulation génétique et les interactions génétiques, avec l'environnement, le mode de vie et bien d'autres facteurs d'influence, prouvent la complexité de la transmission de nos traits et les modifications acquises et héréditaires qui en résultent pour chaque individu
• La découverte de la recherche en génétique fut une révolution au cours de la 2ème moitié du XXème siècle
• La plupart des questions essentielles de la Biologie, de la Médecine et de l'agriculture ont eu des explications grâce à la génétique et en particulier par la compréhension des mécanismes moléculaires et cellulaires basés sur la compréhension du fonctionnement de l'ADN
• Génétique

  L'étude de l'hérédité et des variations héréditaires
• Gène

  Séquence entière d'acides nucléiques nécessaire à la synthèse d'un ARN ou d'un polypeptide fonctionnel
• Dans les années 1940, les recherches ont montré que l'élément portant l'information biologique dans les chromosomes est la molécule d'ADN

  
• Aujourd'hui, le terme génétique désigne à la fois la génétique moléculaire qui étudie les gènes un par un ou en petit groupe et la génomique qui considère le génome entier
• La nature chimique du gène est l'ADN, le support de l'hérédité
• Sutton (1903) et Boveri (1904) : théorie chromosomique de l'hérédité qui décrit les chromosomes comme étant le support des gènes
• Locus

  Emplacement d'un gène sur un chromosome
• Les caractères héréditaires sont transmis indépendamment les uns des autres
• Les méthodes de Mendel consistent à raisonner sur une matrice de caractères et en terme de probabilité sur des combinaisons d'états
• 1ère loi sur le monohybridisme : Loi de disjonction (ségrégation) des hybrides ou loi de pureté des gamètes
• 2ème loi sur le polyhybridisme : Loi de réassortiment ou loi de ségrégation indépendante des caractères
• Après 1900, les lois mendéliennes de l'hybridation sont devenues les lois générales de l'hérédité chez les espèces à reproduction sexuée
• Loi de Mendel : Loi générale de l'hybridation et hérédité
• Dans les années 1950, la structure moléculaire détaillée de l'ADN fut établie par James Watson et Francis Crick

  
• Molécule d'ADN

  2 longs brins moléculaires de nucléotides enroulés en double hélice de brins complémentaires antiparallèles
• Cette structure spécifique de l'ADN contient l'information écrite sous forme de code génétique
• Nucléotide

  Élément moléculaire composant l'ADN
• Une première description officielle de cette structure de la molécule d'ADN fut illustrée par un ensemble de publications parues dans la célèbre revue scientifique Nature en 1953
• Liaison N-glycosidique

  Liaison chimique entre le sucre et la base azotée dans un nucléotide
• Nucléosome

  Unité de base de l'organisation de l'ADN dans les chromosomes
• L'ADN est organisé en gènes et en chromosomes
• Gène

  Séquence d'ADN
• Taille d'une séquence d'ADN

  Exprimée en nombre de bases (Kb, Mb, Gb) ou en paires de bases (pb)
• Caryotype ou ensemble des chromosomes (Homme) : 46 chromosomes (46,XX)
• Réplication de l'ADN


  Mécanisme moléculaire fondamental de la génétique
• Expérience de Meselson et Stahl (1957) : mise en évidence du mode semi-conservatif de la réplication de l'ADN
• Mécanisme de réplication de l'ADN


  Chaque molécule d'ADN donne naissance à deux molécules d'ADN-filles constituées d'un brin « nouveau » et d'un brin « ancien »
• Le mécanisme semi-conservatif ne produit jamais d'ADN lourd-lourd mais produit de l'ADN lourd-léger au cours de la 2ème duplication et des duplications suivantes
• Le mécanisme conservatif ne produit aucun ADN lourd-léger
• Synthèse d'ADN


  1. Ajout des nucléotides par une ADN polymérase dans le sens 5' → 3' à chaque brin fils en cours d'élongation

  2. Brin précoce (continu) à partir d'une amorce d'ARN au niveau de son extrémité 5'

  3. Brin tardif (discontinu) avec amorces multiples d'ARN formées périodiquement

  4. Fragments d'Okazaki réunis par l'ADN ligase après enlèvement des amorces
• Réplisome


  Primosome (hélicase + primase) + ADN gyrase
• ADN polymérases


  • Type I, II et III (procaryotes)
  • Type α, β, γ, δ et ε (eucaryotes)
• Topoisomérases


  Enzymes qui contrôlent la structure topologique de l'ADN en générant des coupures transitoires et en catalysant le passage des segments d'ADN à travers ces coupures avant de les refermer
• Topoisomérases


  • Type I (IA et IB)
  • Type II