| Titre : | Cours de Biologie Moléculaire Appliquée : Destiné aux étudiants de 1ère année Master BPC « Biologie et Physiologie Cellulaire » |
| Auteurs : | Boukabene Fouzia Kheira, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte imprimé |
| Editeur : | [S.l.] : [S.l.] : Dr. Moulay Tahar Université Saida, Faculté des Sciences Naturelles et de la Vie, 2021 |
| Format : | 90 p / 27cm |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Biologie Moléculaire |
| Résumé : |
Traditionnellement, le fonctionnement des cellules et des organismes a été abordé de trois façons
différentes par les généticiens, les biochimistes et les physiologistes. Les généticiens identifiaient des mutations pour rechercher les gènes qui au fond de la boîte tiraient les ficelles. Résolument réductionnistes, les biochimistes purifiaient des molécules, analysaient leur structure et leur fonctionnement, pour recréer en tube à essai les réactions de la vie. Observant la réponse finale de systèmes plus ou moins perturbés, les physiologistes recherchaient des boucles de régulation et cherchaient à comprendre quelles structures (cellulaire, tissulaire...) en étaient le siège. C’est du dialogue entre ces trois disciplines que devait nécessairement naître l’image complète du vivant que tous recherchaient, mais ce dialogue était difficile : les objets étudiés (gènes immatériels, molécules chimiques, réseaux de régulation ou structures physiques) étaient différents, les langages avaient profondément divergé, et les méthodologies sophistiquées propres à chaque discipline créaient autant d’écrans entre spécialistes. La biologie moléculaire n’est pas à proprement parler une discipline au sens où on entend généralement ce mot. Elle est née dans les années 40 -du fait en particulier de quelques physiciens curieux de savoir si “la vie obéissait aux même lois que la physique”- comme une approche intégrant les trois disciplines fondamentales (génétique, biochimie, physiologie) pour obtenir sur un système modèle le plus simple possible (un phage, une bactérie) une vision complète du fonctionnement d’un être vivant. Après plus de 60 ans d’effort, nous ne comprenons toujours pas complètement lambda ou Escherichia coli, mais cet effort nous a fourni des concepts universels, et surtout une extraordinaire panoplie d’outils collectivement regroupés sous le nom de génétique moléculaire. Ces outils et les concepts qu’ils véhiculent ont contribué à unifier puissamment la biologie moléculaire aujourd’hui et sont à la bas e de ce cours. Ils sont aussi à l’origine d’applications très diverses qui modifient profondément nos relations avec l’ensemble du monde vivant et posent des choix difficiles à nos sociétés: puissent ce cours “Biologie Moléculaire Appliquée” apporter à ce qui les liront les informations utile à leur compréhensions. Par rapport aux concepts déjà abordés en deuxième et troisième année, l’objectif de ce cours est de reprendre, de développer et d’étendre la description de l’ensemble des grands mécanismes impliquant l’ADN et l’ARN. Les grands principes de bases seront considérés comme acquis (structure de l’ADN, principes de la transcription, de la traduction, code génétique...). Quelques rappels seront effectués, pour la lisibilité du texte. En revanche, on abordera les aspects plus avancés qui seront sensiblement plus développés, en complément et au delà des notions élémentaires vues les années précédentes. Comme dans la plupart des processus biologiques, la fonction est souvent dictée par la structure des macromolécules impliquées, c’est pourquoi, chaque fois que c’est possible, l’étude des relations entre la structure et la fonction des molécules sera abordée, ainsi que les mécanismes moléculaires impliqués. Enfin, on essaiera de détailler les outils et approches expérimentales qui sont utilisés pour mettre en évidence et étudier ces processus. Il est important de maîtriser le principe de ces applications (techniques et biotechnologiques) pour être en mesure de pouvoir comprendre une démarche expérimentale en biologie moléculaire et pour pouvoir analyser et interpréter les publications scientifiques. |
| Note de contenu : |
Préface
I. Les acides nucléiques…………………………………………………………………………………………………………………………………………1 1. Les nucléotides…………………………………………………………………………………………………………………………………1 - Les bases azotées………………………………………………………………………………………………………………………………………….2 - Les nucléosides……………………………………………………………………………………………………………………………………………..7 - Les nucléotides……………………………………………………………………………………………………………………………………………..9 2. Les acides nucléiques…………………………………………………………………………………………………………………………………….12 - La structure primaire des polymères……………………………………………………………………………………………………………13 - Les différents groupes ionisables des acides nucléiques………………………………………………………………………………14 - L’hydrolyse des acides nucléiques……………………………………………………………………………………………………………….17 - Structure spatiale des acides désoxyribonucléiques…………………………………………………………………………………….19 - Structure spatiale des acides ribonucléiques……………………………………………………………………………………………….27 II. La réplication………………………………………………………………………………………………………………………………………………….30 1. La double hélice………………………………………………………………………………………………………………………………………….30 - Les différentes formes de la double hélice………………………………………………………………………………………………..30 - La réplication chez les procaryotes…………………………………………………………………………………………………………….31 - La réplication chez les eucaryotes……………………………………………………………………………………………………………..32 - Les étapes de mécanisme génétique de réplication (in vivo)……………………………………………………………………..32 2. Particularité du mécanisme de la réplication chez les procaryotes……………………………………………………………….33 3. Particularité du mécanisme de la réplication chez les eucaryotes…………………………………………………………………34 4. Organisation de l’ADN dans la chromatine……………………………………………………………………………………………………35 III. Application à la PCR et au séquençage…………………………………………………………………………………………………………..37 1. Amplification in vitro des acides nucléique PCR et RT-PCR………………………………………………………………………….37 - Les amorces……………………………………………………………………………………………………………………………………………….38 - Les températures……………………………………………………………………………………………………………………………………….39 - L’ADN matriciel…………………………………………………………………………………………………………………………………………..40 - L’ADN polymérase………………………………………………………………………………………………………………………………………40 - Le tampon………………………………………………………………………………………………………………………………………………….40 - Aspect quantitatifs de la réaction PCR………………………………………………………………………………………………………..40 2. RT-PCR……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….41 3. Utilisation des produits PCR……………………………………………………………………………………………………………………….42 IV. Le séquençage de l’ADN………………………………………………………………………………………………………………………………..43 1. Les différents acteurs du séquençage………………………………………………………………………………………………………..43 2. Méthode de Sanger……………………………………………………………………………………………………………………………………44 - Principe de séquençage par la méthode Sanger………………………………………………………………………………………..44 - Automatisation du séquençage…………………………………………………………………………………………………………………46 V. La transcription……………………………………………………………………………………………………………………………………………..48 1. Structure générale d’un gène……………………………………………………………………………………………………………………..48 2. Mécanisme de la transcription……………………………………………………………………………………………………………………48 1. Début de la transcription………………………………………………………………………………………………………………………..49 2. Elongation……………………………………………………………………………………………………………………………………………….50 3. Fin de la transcription……………………………………………………………………………………………………………………………..51 4. Les produits de la transcription……………………………………………………………………………………………………………….51 5. Modifications post transcriptionnelles……………………………………………………………………………………………………53 VI. La traduction…………………………………………………………………………………………………………………………………………………55 1. Les éléments nécessaires à la traduction……………………………………………………………………………………………………56 - Les différentes étapes………………………………………………………………………………………………………………………………56 2. Code génétique………………………………………………………………………………………………………………………………………….60 - Le code à trois lettres (3bases, 3nuctéotides)…………………………………………………………………………………………..60 - Les caractéristiques du code génétique…………………………………………………………………………………………………….60 - Les codons………………………………………………………………………………………………………………………………………………..61VII. La mutagénèse……………………………………………………………………………………………………………………………………………62 1. Mutagénèse dirigée………………………………………………………………………………………………………………………………….62 - Remplacement de bases………………………………………………………………………………………………………………………….63 - Modification de la séquence d’ADN…………………………………………………………………………………………………………63 - Endommagement……………………………………………………………………………………………………………………………………64 2. Mutagénèse aléatoire……………………………………………………………………………………………………………………………….64 VIII. Application au clonage moléculaire (génie génétique)……………………………………………………………………………….65 1. Les enzymes de restriction……………………………………………………………………………………………………………………….65 - Séquences d’ADN reconnues par les enzymes de restriction…………………………………………………………………..66 - Origine des enzymes de restriction………………………………………………………………………………………………………….67 - Utilisation des enzymes de restriction……………………………………………………………………………………………………..71 2. Les éléments nécessaires au clonage………………………………………………………………………………………………………..72 - Les vecteurs de clonage……………………………………………………………………………………………………………………………72 1- Les plasmides……………………………………………………………………………………………………………………………………….72 2- Les phages……………………………………………………………………………………………………………………………………………78 3- Les cosmides………………………………………………………………………………………………………………………………………..82 4- Autres types de vecteurs………………………………………………………………………………………………………………………83 - Les banques d’ADN………………………………………………………………………………………………………………………………….84 - Les vecteurs d’expression………………………………………………………………………………………………………………………..84 3. Les applications du clonage moléculaires (génie génétique)…………………………………………………………………….86 Références Bibliographiques………………………………………………………………………………………………………………………………88 |
Exemplaires (1)
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Documents numériques (1)
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