Qu'est-ce que l'ADN recombinant?
L'ADN recombinant est une séquence d'ADN qui a été artificiellement créée en laboratoire. L'ADN est le modèle utilisé par les cellules pour produire les protéines qui composent les organismes vivants, et la disposition des bases azotées le long d'un brin d'ADN détermine quelles protéines sont formées. En isolant des morceaux d'ADN et en les recombinant avec d'autres séquences, les chercheurs peuvent cloner l'ADN dans des bactéries ou d'autres cellules hôtes et produire des protéines utiles, telles que l'insuline. Le clonage permet une étude beaucoup plus facile de séquences d'ADN particulières, car il produit une grande quantité d'ADN qui peut ensuite être modifié et analysé.
Méthodes de construction d'ADN recombinant
La transformation est un processus par lequel un segment d'ADN est inséré dans un plasmide - un petit cercle d'ADN auto-répliquant. L'ADN est coupé à l'aide d'enzymes de restriction. Ces enzymes sont produites dans les cellules bactériennes en tant que mécanisme défensif, et elles ciblent des sites particuliers sur une molécule d'ADN et la découpent en morceaux. Les enzymes de restriction sont particulièrement utiles car elles créent des "extrémités collantes" sur les segments d'ADN. Comme le Velcro, ces extrémités collantes permettent à l'ADN de se joindre facilement aux segments complémentaires.
Le gène d'intérêt et les plasmides sont tous deux exposés à la même enzyme de restriction. Cela crée de nombreuses molécules différentes. Certains sont des plasmides contenant le gène d'intérêt, certains sont des plasmides contenant d'autres gènes, certains sont deux plasmides ensemble. Les plasmides sont ensuite réintroduits dans les cellules bactériennes, où ils se répliquent, et la molécule d'ADN recombinant recherchée est identifiée par différents types d'analyses. Par exemple, si le plasmide est découpé au niveau d'un gène particulier, les scientifiques peuvent rechercher des cellules qui n'expriment pas ce gène et ainsi identifier une recombinaison réussie.
La transformation non bactérienne est essentiellement le même processus mais utilise des cellules non bactériennes comme hôtes. L'ADN peut être injecté directement dans le noyau d'une cellule hôte. Les chercheurs peuvent également bombarder une cellule de particules métalliques microscopiques recouvertes d'ADN.
La transfection est très similaire à la transformation, mais des phages sont utilisés à la place des plasmides. Un phage est un virus qui infecte les bactéries. Les phages et les plasmides sont idéaux pour ce processus car ils se répliqueront rapidement dans une cellule bactérienne.
Clonage et utilisation de séquences d'ADN recombinantes
Une fois que les chercheurs ont identifié les cellules bactériennes particulières contenant la séquence recombinante, ils peuvent faire croître ces cellules dans une culture et générer de grandes quantités du gène. Il est difficile de faire en sorte que les cellules bactériennes génèrent réellement une protéine à partir d'une cellule hôte humaine ou animale, mais il existe des moyens de modifier l'expression des gènes pour faciliter cette production. Si des cellules nucléées sont utilisées comme cellules hôtes (comme dans la transformation non bactérienne), les cellules auront moins de problèmes pour exprimer le gène recombinant.
Une fois les gènes clonés en grand nombre, ils peuvent ensuite être stockés dans des bibliothèques d'ADN, séquencés et étudiés. La technologie de l'ADN recombinant a permis de nombreuses découvertes importantes en médecine légale, l'étude des maladies génétiques, l'agriculture et les produits pharmaceutiques.