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La réaction en chaîne de la polymérase (PCR) et son parent scientifique, le clonage de gènes exprimés, sont deux percées biotechnologiques des années 1970 et 1980 qui continuent de jouer un rôle important dans la compréhension de la maladie. Ces deux technologies moléculaires donnent aux scientifiques le moyen de fabriquer plus d’ADN de différentes manières.
Histoire
Le biologiste moléculaire Kary Mullis a révolutionné la science des gènes lorsqu'il a conçu la réaction en chaîne de la polymérase (PCR) au printemps 1983, qui lui a valu le prix Nobel de chimie de 1993. Cette percée fait suite à une recherche sur le clonage qui remonte à 1902. Aucune avancée majeure dans le clonage ne s’est produite avant novembre 1951, quand une équipe de scientifiques de Philadelphie a cloné un embryon de grenouille. La grande avancée a eu lieu le 5 juillet 1996 lorsque les scientifiques ont cloné «Dolly» l’agneau à partir d’une cellule mammaire congelée.
PCR et clonage
Le clonage consiste simplement à créer un organisme vivant à partir d'un autre, créant ainsi deux organismes dotés des mêmes gènes. La PCR permet aux scientifiques de produire des milliards de copies d’un fragment d’ADN en quelques heures. Bien que la PCR ait un impact sur la technologie de clonage en produisant de grandes quantités d'ADN pouvant être cloné, la PCR est confrontée à la difficulté de contamination, dans laquelle un échantillon contenant du matériel génétique non désiré peut également être répliqué et produire le mauvais ADN.
Comment fonctionne la PCR
Le processus de PCR implique de décomposer l'ADN en le chauffant, ce qui décompose la double hélice de l'ADN en brins simples séparés. Une fois ces brins séparés, une enzyme appelée ADN polymérase lit la séquence d'acide nucléique et produit un double brin d'ADN. Ce processus est répété encore et encore, en doublant la quantité d'ADN à chaque cycle et en augmentant l'ADN de manière exponentielle jusqu'à ce que des millions de copies de l'ADN original soient créées.
Comment fonctionne le clonage
Le clonage de l’ADN implique d’abord d’isoler l’ADN source et vectoriel, puis d’utiliser des enzymes pour couper ces deux ADN.Ensuite, les scientifiques lient l’ADN source au vecteur avec une enzyme ADN ligase qui répare l’épissage et crée un simple brin d’ADN. Cet ADN est ensuite introduit dans une cellule de l'organisme hôte, où il se développe avec l'organisme.
Applications
La PCR est devenue un outil standard en criminalistique car elle peut multiplier de très petits échantillons d’ADN pour de multiples tests en laboratoire. La PCR est également devenue utile pour les archéologues afin d'étudier la biologie évolutive de différentes espèces animales, y compris des échantillons âgés de plusieurs milliers d'années. La technologie de clonage a rendu relativement facile l'isolement de fragments d'ADN contenant des gènes pour étudier la fonction des gènes. Les scientifiques pensent que le clonage fiable peut être utilisé pour rendre l’agriculture plus productive en reproduisant les meilleurs animaux et les meilleures cultures et pour rendre les tests médicaux plus précis en fournissant aux animaux de test qui réagissent tous de la même manière au même médicament.