CLONAGE ET TRANSGENESE
ARN
Acide ribonucléique constitué d'une seule chaîne
de ribonucléotides, dont le sucre est le ribose et les bases sont
la cytosine, la guanine, l'adénine et l'uracile. L'ARN messager
(ARNm) est une copie d'ADN (de durée de vie le plus souvent limitée).
Il sera traduit en polypeptide grâce aux ARN de transfert (ARNt)
porteurs d'un anti-codon reconnaissant un codon de l'ARNm et d'un site
de fixation à l'acide aminé correspondant (selon le code
génétique). Les ribososmes assurent un positionnent de l'ensemble
et catalysent la réaction peptidique (liaison entre deux acides
aminés contigus).
ARN anti-sens
ARN complémentaire d'un ARN spécifique. En s'hybridant
à l'ARN spécifique il en masque la fonction.
ARNm maternel
ARN messagers issus de la transcription de gènes maternels,
s'accumulant dans l'ovocyte et intervenants au cours des premières
divisions du zygote. Les ARN maternels seront ensuite dégradés
et remplacés par les ARNm issus de l'activation différée
de la transcription du noyau zygotique.
Blastocyste
Stade de l'embryon caractérisé par des cellules différenciées
en un bouton embryonnaire (inner cell mass) et une couronne cellulaire
(outer cell mass) et la formation d'une cavité blastocoelienne.
Les cellules du bouton embryonnaire formeront le foetus et celles de la
couronne cellulaire formeront le placenta et les membranes foetales. Le
blastocyste s'implante dans la muqueuse utérine au cours de la nidification.
BrDU (Bromo-désoxy-uridine)
Nucléotide s'incorporant à la place de la thymine, utilisé
comme indicateur de la traduction.
BrUTP (Bromo uridine-tri-phosphate)
Précurseur de l'uracyle utilisé comme indicateur de la
transcription.
Cellule de cumulus
Couronne de cellules entourant l'ovule dans le follicule. Pendant la
phase de croissance folliculaire, ces cellules protègent et nourrissent
l'ovule. Lors de l'ovulation, ces cellules quittent l'ovaire avec l'ovule.
Cellules EG (embryonic germ cells)
Cellules provenant des cultures de cellules germinales primordiales
(précurseurs des ovules et des spermatozoïdes, prélevés
sur des foetus). Ces cellules donnent naissance à des cellules souches,
possédant des caractéristiques analogues aux cellules ES.
Cellules ES (embryonic stem cells: cellules souches embryonnaires)
Cellules dérivées de la masse interne du blastocyste.
Ces cellules sont pluripotentes et peuvent s'autorenouveler et se différencier
pour donner naissance à tous les types cellulaires de l'adulte.
Cellules germinales
Lignées de gamètes (ovules et spermatozoïdes) d'un
être vivant.
Cellules germinales primordiales
Cellules souches des cellules reproductrices colonisant les crêtes
génitales de l'embryon de vertébré, à partir
de l'entoblaste d'une zone postérieure de la vésicule vitelline,
proche du canal vitellin.
Cellules de Sertoli
Cellules constitutives de la paroi des tubes séminifères
du testicule de vertébrés et entourant les cellules de la
lignée spermatique dont elles contrôlent le développement.
Cellules somatiques
Ensemble des cellules non sexuelles de l'organisme.
Chimère
Individu composé de cellules d'origines génétiques
différentes, par exemple, par fusion de deux embryons du même
couple ou de couples différents.
Cis (régulation en cis)
Régulation de l'expression d'un gène par une séquence
d'ADN non codante, située sur le même chromosome que ce gène
(ex: enhancer, promoteur).
Clivage (ou segmentation du zygote)
Division du zygote par mitoses successives sans accroissement du volume
global (les blastomères deviennent de plus en plus petits) et conduisant
à la formation d'une morula chez les vertébrés.
Clonage
Appliqué à un organisme, le clonage consiste à
produire un individu ou une population d'individus possédant dans
le noyau de leurs cellules un ensemble de gènes identiques à
celui de l'organisme à partir duquel le clonage a été
réalisé. Le clonage peut être effectué à
partir de cellules provenant d'un individu adulte, ou de cellules issues
d'un même embryon.
La production d'organismes entiers génétiquement identiques
est un phénomène courant dans le monde végétal
(par bouturage classique, micro-bouturage en éprouvette...). Ces
ensembles d'organismes sont des clones qui, dans le cas des végétaux,
sont appelés "variétés". La propagation de nombreuses
variétés importantes de plantes se fait actuellement à
partir de morceaux d'une plante de la même variété.
Dans le monde animal, cette reproduction n'est possible que dans quelques
espèces peu évoluées.
Chez les vertébrés, la naissance de jumeaux identiques
représente une forme de clonage naturel. Les jumeaux monozygotes
sont formés par le clivage de l'embryon en deux moitiés à
un stade précoce du développement. Ces jumeaux sont identiques
entre eux car provenant d'un seul zygote résultant de la fécondation
d'un ovocyte par un spermatozoïde; ils sont différents des
parents.
Clonage cellulaire
Permet de produire des copies de cellules somatiques en les cultivant
en laboratoire. Le bagage génétique des cellules ainsi produites
est identique à celui de la cellule de départ. Cette technique
est extrêmement utile aussi bien pour la recherche que pour la médecine.
Clonage moléculaire
Technique devenue routinière en biologie moléculaire
qui consiste à cloner des fragments d'ADN, la base moléculaire
de l'hérédité. Les fragments d'ADN sont copiés
et amplifiés dans un organisme hôte, en général
une bactérie, une cellule de levure ou de mammifère. Cette
technique a permis la production de molécules d'une grande importance
thérapeutique comme l'hormone de croissance, l'érythropoïétine
(permettant le traitement de l'anémie associée à l'insuffisance
rénale), le tPA (permettant de dissoudre les caillots sanguins).
Clone
Du grec klwn (klon) : rameau ; par extension: jeune pousse, bouture,
greffon. En science (à l'origine) : ensemble formé par un
individu animal ou végétal et par tous les descendants qui
en sont issus par multiplication asexuée. Actuellement, le mot clone
désigne une copie génétiquement exacte d'un gène,
d'une molécule, d'une cellule, d'une plante, d'un animal.
Compétence
Aptitude transitoire d'un tissu embryonnaire (ou de l'ovocyte) indifférencié
à percevoir un signal inducteur externe et à y répondre
par une différenciation. La compétence vis à vis d'un
signal inducteur évolue dans l'espace et dans le temps au cours
de l'embryogenèse.
Cycle cellulaire
Cycle de reproduction des cellules. C'est un ensemble ordonné
de phases permettant à la cellule de dupliquer son contenu (notamment
les chromosomes des cellules eucaryotes) et de se diviser en deux. Le cycle
des cellules eucaryotes se caractérise par la succession d 'une
interphase et d'une mitose. L'interphase comporte trois périodes
G1, S (au cours de laquelle se réalise la duplication de l'ADN)
et G2. Les cellules qui ne sont pas dans un cycle cellulaire sont en en
quiescence (phase G0), en différenciation terminale, ou en phase
de dégénérescence (sénescence et apoptose).
Embryon
Produit de la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde.
Bien que ce terme désigne parfois tous les stades du développement
d'un animal à partir de la fécondation jusqu'à la
naissance, l'utilisation de ce terme dans l'espèce humaine est généralement
limitée aux huit premières semaines du développement.
Par la suite, il est préférable de parler de fœtus; on utilise
parfois le terme " pré-embryon " pour les quinze premiers jours
du développement. Un embryon, dans l'environnement approprié,
a la potentialité de se développer en un organisme complet
et forme chacune de ses parties. Le premier stade du développement
de l'embryon est celui de l'ovocyte fécondé, le zygote. Le
zygote entame une série de divisions cellulaires. Au cours des premières
divisions, la taille totale de l'embryon ne change guère, jusqu'à
la formation d'un amas compact de cellules appelé morula; la morula
se creuse ensuite d'une cavité interne pour former le blastocyste
; ce blastocyste s'implante dans la muqueuse utérine pendant la
nidification. Les cellules issues des premières divisions de l'embryon
sont appelées blastomères. Jusqu'à un certain stade
(8 dans l'espèce humaine), ces blastomères sont totipotents
: ils ont tous, à eux seuls, la capacité de se développer
en un organisme complet.
Enzyme de restriction
Enzyme bactérienne qui coupe la chaîne d'ADN en un site
précis. Elle est utilisée pour isoler les gènes.
Empreinte parentale (ou "sceau génomique")
Régulation différentielle de certains gènes selon
leur origine maternelle ou paternelle. Ceci ne concerne qu'un petit pourcentage
de gènes, chez lesquels c'est soit l'allèle maternel, soit
l'allèle paternel qui est transcrit.
Enhancer (ou séquence activatrice)
Séquence d'ADN augmentant la probabilité qu'un gène
soit transcrit, probablement en agissant sur la chromatine. Un enhancer
peut être très éloigné du gène qu'il
régule (son action nécessiterait alors la formation de boucles
d'ADN) et il peut interagir avec des facteurs de transcriptions spécifiques.
Epigénétique
Qualifie un facteur lié à l'environnement dans lequel
vit un organisme et qui modifie l'expression de son programme génétique
au cours de l'ontogénèse.
Epissage alternatif (ou différentiel)
Modification du choix des exons conservés lors de l'épissage,
pouvant aboutir à la synthèse de protéines différentes
à partir d'un même ARN pré-messager.
Epissage de l'ARN (splicing)
Processus de maturation des transrits primaires caractérisé
par l'excision des introns et la soudure (épissage) des exons situés
de part et d'autre de chaque intron excisé.
Facteur de transcription
Terme général regroupant toutes les protéines
(sauf l'ARN-polymérase) se liant à l'ADN pour initier ou
contrôler la transcription.
Les facteurs généraux de transcription sont les protéines
nécessaires à la transcription des gènes d'une même
classe et qui participent à la formation du complexe d'initiation
se formant près du site de démarrage de la transcription.
Les facteurs spécifiques de transcription sont des protéines
qui se fixent spécifiquement à une séquence régulatrice
d'ADN (qui peut être éloignée du site d'initiation
de la transcription.
Fibroblaste
Cellule du tissu conjonctif que l'on trouve par exemple dans la peau,
les poumons, les reins.
Gène
Ensemble de séquences d'ADN (régulatrices et transcrites)
permettant la production régulée, soit d'un ARN de structure
(ARN de transfert et ARN ribosomaux), soit d'un ARN messager codant une
chaîne polypeptidique spécifique (ou plusieurs chaînes
par suite d'un épissage alternatif).
Gène à effet maternel
Gène transcrit dans l'organisme maternel au cours de l'ovogenèse
et dont les produits peuvent agir très tôt lors du développement
embryonnaire, c'est à dire dès la fécondation et avant
même que les gènes zygotiques ne soient exprimés.
Gène zygotique (ou gène à effet zygotique)
Gène porté par le génome du zygote. Son origine
est donc maternelle ou paternelle. L'activation transcriptionnelle de ces
gènes est donc différée par rapport à la fécondation,
si bine que le début du développement embryonnaire est uniquement
sous le contrôle de gènes à effet maternels.
Génome
Totalité de l'information génétique d'un organisme
ou d'une cellule.
Génotype
Ensemble des éléments codants du génome conduisant
à l'expression du phénotype.
Hybridation in situ
Technique permettant notamment de localiser sur une coupe de tissu
ou de cellule une molécule d'ADN ou d'ARN messager. Cette technique
nécessite l'utilisation d'ue sonde nucléotidique simple brin
et marqué (par exemple radioactive), ce qui permet de détecter
ensuite l'hybride formé (par exemple par autoradiographie)
Induction embryonnaire
Emission au cours de certains stades du développement embryonnaire
d'un signal par une cellule embryonnaire inductrice vers une cellule embryonnaire
compétente , ce signal induit la cellule apte à le recevoir
à s'engager irréversiblement dans une voie de différenciation
particulière.
Intron
Segment d'ADN transcrit mais non codant, alternant, à l'intérieur
d'un gène eucaryote, avec les exons. Les copies d'introns présentes
dans le transcrits primaires sont excisées lors de la maturation
de ce transcrit, l'ARNm mature fonctionnel en est dépourvu.
MPF, Mitotic Promoting Factor ou M-phase Promoting Factor
Ce facteur est impliqué dans la régulation du cycle cellulaire,
il déclenche en particulier l'entrée de la cellule en division.
Il se présente sous forme de complexe actif ou inactif. Après
la piqûre par le spermatozoide, l'activité du MPF baisse dans
l'ovocyte et celui-ci entre en interphase.
OGM
Organisme Génétiquement Modifié, organisme issu
des techniques du génie génétique, c'est-à-dire
dans lequel l'homme a introduit des gènes porteurs d'un caractère
d'intérêt, gènes provenant d'un autre organisme. Les
cellules de cet organisme sont dès lors dotées de ce gène
nouveau (dit transgène), et peuvent produire une protéine
spécifique.
Oviducte
Conduit par lequel, chez les animaux, l'ovule ou l'ovocyte quitte l'ovaire.
Dans l'espèce humaine, l'oviducte est nommé trompe de Fallope.
Parthénote
Zygote obtenu par " parthénogénèse ", c'est à
dire par doublement du matériel chromosomique de l'ovocyte, contenant
1N,2C chromosomes, et dépourvu de matériel génétique
d'origine mâle.
PCC
Condensation prématurée de la chromatine.
Plasticité
Possibilité d'adaptions fonctionnelles et de réarrangements
structuraux au sein d'un tissu, en particulier le tissu nerveux, au cours
du développement et chez l'adulte.
Polyspermie
Phénomène anormal au cours duquel plusieurs spermatozoïdes
pénètrent dans un ovule.
Promoteur
Séquence régulatrice de l'ADN située en amont
(en 5') de la région transcrite d'un gène, contenant le site
de fixation de l'ARN-polymérase et pouvant aussi fixer des facteurs
protéiques contrôlant l'initiation de la transcription.
Recombinaison homologue
Technique permettant de remplacer sélectivement un gène
endogène par un transgène. Cette technique est utilisée
par exemple pour inactiver sélectivement un gène (gène
KO) en le remplaçant par une séquence équivalente
mutée.
Remodelage
Ensemble des modifications que subissent le noyau et la chromatine
d'une cellule lors des étapes de différenciation, de spécialisation
ou de dé-différenciation. Ces modifications peuvent être
morphologiques (perte d'enveloppe nucléaire, condensation plus ou
moins pronocée de la chromatine), ou biochimiques (méthylation
de l'ADN et des histones, acétylation des histones, ouverture de
la chromatine par des facteurs ATP-dépendants…)
Régulation des gènes
Les gènes peuvent être régulés par différents
processus. L'un d'eux consiste en une méthylation de l'ADN entraînant
une conformation compacte qui empêche sa transcription. Lors de la
période préimplantatoire on observe chez certaines espèces
une déméthylation des patrimoines mâle et femelle.
Reproduction asexuée
Reproduction qui n'implique aucune des composantes de la reproduction
sexuée. La reproduction asexuée est la règle chez
les bactéries et de nombreux organismes unicellulaires à
noyaux (les protozoaires et les champignons unicellulaires). Nombre d'organismes
pluricellulaires (par exemple des plantes et des animaux) alternent des
phases de reproduction asexuée et sexuée, tirant ainsi profit
de l'accroissement rapide de la population que permet la première
et de l'avantage du remaniement génétique que permet la seconde.
La reproduction asexuée des êtres pluricellulaires est assurée
par une ou plusieurs cellules somatiques qui possèdent le pouvoir
de se diviser selon un programme de différenciation spatio-temporelle
comme seul semble pouvoir le faire le zygote des espèces à
reproduction exclusivement sexuée. Cette propriété
est qualifiée de totipotentialité.
Reproduction sexuée
Pour les biologistes, elle implique la fécondation d'un gamète
féminin par un gamète masculin formant un zygote, puis un
embryon. Chez l'être humain, le noyau de l'ovocyte haploïde,
contenant 23 chromosomes, et le noyau du spermatozoïde également
haploïde, contenant 23 chromosomes, fusionnent en formant de cette
manière un zygote dont le noyau est diploïde et contient 46
chromosomes. Lors de la formation des gamètes, un processus particulier
(la méiose avec recombinaison génétique par " crossing-over
") permet la sélection unique de la moitié des chromosomes
(composée de manière aléatoire) des cellules germinales
maternelles et paternelles. Chaque embryon contient ainsi un assortiment
indépendant et unique des chromosomes des deux parents.
Reprogrammation
Retour d'un noyau à un état totipotent. Dans le cas du
clonage à partir d'une cellule somatique, seule la naissance d'un
individu normal et en bonne santé témoigne d'une "reprogrammation"
effective et correcte.
Segmentation
Division (ou clivage) du zygote en un nombre croissant de blastomères.
Ce terme est aussi utilisé pour le fractionnement d'un organisme,
d'une structure ou d'un tissu en unité distinctes (ex : métamérisation
chez les insectes, segmentation du mésoderme somitique et du rhombencéphale
chez les vertébrés…)
Spermatogonies
Cellules germinales primordiales mâles, diploïdes (à
46 chromosomes), présentes dans les tubes séminifères
qui donneront naissance aux spermatozoïdes haploïdes (à
23 chromosomes).
Télomères
L'ADN télomérique est formé par des répétitions
très régulières, en tandem, d'un motif simple de 5
à 8 paires de bases riches en guanine. Au fur et à mesure
des divisions de la cellule, la longueur des télomères diminue,
ce qui en fait un phénomène concommittant au vieillissement
aussi bien in vitro (les fibroblastes fœtaux bovins en culture se divisent
environ 60 fois, puis meurent) qu'in vivo (l'ADN des cellules d'un organisme
âgé ont des télomères plus courts que celui
d'un foetus ou d'un nouveau-né).
Totipotence ; cellules totipotentes
Capacité qu'ont des cellules (embryonnaires) de contribuer au
développement de tous les tissus et organes d'un organisme entier.
Seuls le zygote et les cellules embryonnaires initiales (premiers blastomères)
sont totipotents chez les vertébrés. En revanche, toutes
les cellules végétales le sont.
Transcriptase inverse (ou transcriptase reverse)
Enzyme catalysant la formation d'un ADN complémentaire à
partir d'un ARN. Elle permet aux rétro-virus (virus à ARN)
de copier leur ARN en ADN qui s'intègre ensuite à l'ADN des
cellules de l'hôte. Elle constitue aussi un outil en biologie moléculaire
pour produire in vitro des séquences d'ADN à partir d'un
RN isolé.
Transgène
Séquence d'ADN exogène introduite dans un organisme receveur
(par exemple en utilisant des vecteurs rétro-viraux), insérée
par recombinaison génétique à l'intérieur du
génôme du receveur et transmissible.
Transgénèse
Ensemble des techniques permettant de transférer un gène
d'un organisme à un autre.
Transgénique
Qualifie un organisme dans lequel on a transféré un gène
et qui l'a incorporé dans son génome (ex : souris transgénique).
Transfectée
Etat d'une cellule ayant intégré un transgène.
Transformée
Etat d'une bactérie ayant intégré un transgène.
Transposon
Elément génétique mobile, cellulaire ou viral,
capable de se déplacer d'un endroit d'un chromosome à un
autre.
Zone pellucide
Enveloppe entourant l'œuf ou l'embryon avant la nidification, chez
les mammifères. L'embryon se dégage de cette enveloppe lors
de " l'éclosion " , puis se fixe à la paroi utérine.
EN CAS DE BESOIN
Index anglais/français de la terminologie du génie génétique
http://www.pasteur.fr/recherche/DicoAF.html
Cours sur le cycle cellulaire
http://www.baclesse.fr/cours/fondamentale/4-division-cellulaire/Divis-0.htm |