La dynamique interne de la terre
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La dynamique interne de la terre
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La mobilité horizontale
des plaques lithosphériques
La mobilité horizontale
des plaques lithosphériques
La Terre, la vie et l'organisation du vivant
La Terre, la vie et l'organisation du vivant
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PCR & réplication de l'ADN
La source chaude de "Grand Prismatic" dans le parc national de Yellowstone aux Etats-Unis, possède des eaux à plus de 70°C.
C'est dans ce milieu extrême que l'on a découvert, en 1969, une bactérie baptisée Thermus aquaticus.
Thermus aquaticus
observée au microscope
électronique
x 30 000
En 1976, des scientifiques isolent l'enzyme de réplication de cette bactérie, ils l'appellent la Taq Polymérase.
Alors que l'ADN Polymérase de la plupart des êtres vivants est sensible à la chaleur et est détruite au dessus de 45°C environ, la Taq Polymérase est capable de supporter une température de 100°C !
A la fin des années 1980, cette enzyme va permettre de mettre au point une technique qui va révolutionner la biologie : la PCR (Polymerase Chain Reaction).
Source : Belin 1spéSVT 2019
La PCR repose sur les connaissances des mécanismes de la réplication de l'ADN ainsi que sur les propriétés de la séparation et d'association des deux brins de la molécule en fonction de la température.
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En chauffant à 95°C on provoque la séparation des 2 brins de la molécule d'ADN, ces derniers serviront de "matrice".
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Entre 50 et 60°C on initie la réplication, c'est l'étape de l'hybridation dans laquelle on utilise des amorces qui permettront à la Taq Polymérase de s'accrocher.
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A 72°C l'enzyme Taq Polymérase fabrique les brins d'ADN complémentaires des brins "matrices".
Travail de précision avec des micropipettes et des microtubes pour manipuler de très petites quantités d'ADN
Le thermocycleur utilisé au lycée est simplifié pour être didactique.
Il permet de travailler en petits groupes de TP.
Pour éviter la contamination de vos échantillons d'ADN il est conseillé de porter une blouse et des gants, de bien identifier vos tubes, d'utiliser un cône par pipetage, de veiller à la gestion des déchets...
La technique de la PCR repose sur une astuce : les molécules d'ADN obtenues à chaque cycle servent de matrice à l'étape suivante : ainsi, à chaque cycle (d'une durée de l'ordre de 1 minute), le nombre de molécule d'ADN double. On dit que l'amplification est "exponentielle".
Au bout de 1 cycle on passe de 1 à 2 molécules d'ADN.
Au bout de 2 cycles on passe de 2 à 4 molécules d'ADN.
Au bout de 3 cycles on passe de 4 à 8 molécules d'ADN.
...etc
Au bout de n cycles on passe de à (2 exposant n) molécules d'ADN.
Ainsi on réalise un nombre très important de copies du fragment d'ADN de départ.
Source : Bordas 1spéSVT 2019
Une technique, pour de multiples applications !
Les applications de la PCR sont nombreuses, quand on dispose de matériel génétique en faible quantité ou en mauvais état.
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Pour faire du clonage ou du séquençage génétique
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Pour identifier des indidividus (police scientifique)
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Pour déterminer une filiation (test de paternité)
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Pour faire de la mutagenèse dirigée (à l'aide d'amorces mutées)
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Pour faire du marquage d'ADN (en recherche fondamentale)
pour aller plus loin...
