SVT: exposé sur le séquençage de l'ADN

« Exposé : intro : Bonjour à tous, aujourd'hui on va vous présenter un exposé sur le séquençage.

Tout d’abord on peut définir le séquençage comme le fait de connaître l'enchaînement des bases de l’adn sur les 46 chromosomes, on peut autrement dire que c’est un programme de recherche afin de déterminer la séquence des bases de tous les gènes humains pour les localiser et de déterminer leur fonction. Ainsi on peut se demander : En quoi la technique de séquençage est-elle utile pour étudier le génome humain? Pour développer cet exposé on parlera d'abord de l’histoire du séquençage, des différentes techniques puis de ses applications et enfin de l'évolution du séquençage. Premièrement, le séquençage a été inventé durant la deuxième moitié des années 1970. Son développement est réalisé par l'équipe de Walter Gilbert, aux États-Unis, et par celle de Frederick Sanger (en 1977), au Royaume-Uni.

Ces deux méthodes sont fondées sur des principes opposés : Sanger est une méthode par synthèse enzymatique sélective, alors que Maxam et Gilbert est une méthode par dégradation chimique sélective. Le séquençage Maxam-Gilbert a été la première méthode largement utilisée pour le séquençage de l'ADN mais cette technique est pratiquement abandonnée maintenant car elle nécessite des réactifs chimiques toxiques et permet seulement d’analyser un fragment d’ADN inférieur à 250 nucléotides.

Le premier organisme biologique dont le génome a été séquencé en 1977 est le virus bactériophage phiX174 (un brin, 5386 nucléotides). Il existe de nombreuses méthodes de séquençage, ici nous allons voir les deux principales et plus connues.

Tout d’abord il y a la méthode de Maxam-Gilbert qui commence par un marquage radioactif à une extrémité du fragment d'ADN à séquencer (phosphore 32) et une purification de l'ADN.

Le traitement chimique génère des cassures à une faible proportion d'une ou deux des quatre bases nucléotidiques dans chacune des quatre réactions (G, A+G, C, C+T).

La concentration des produits chimiques modificateurs est contrôlée pour créer en moyenne une modification par molécule d'ADN.

Les fragments dans les quatre réactions subissent une électrophorèse pour effectuer une séparation par taille.

Pour voir les fragments, le gel est exposé à un film radiographique pour l' autoradiographie , on obtient alors une série de bandes sombres montrant l'emplacement de molécules d'ADN radiomarquées identiques.

Donc de la présence ou de l'absence de certains fragments, la séquence peut être déduite.

Cette méthode est, comme on peut le voir, très complexe et nécessite d'utiliser des produits radioactifs donc dangereux pour la santé. Ensuite, il y a la méthode Sanger.

Tout d’abord, pour cette méthode, on extrait un fragment d’ADN de l’échantillon.

Ensuite, on chauffe ce fragment.

L’ADN forcée à se dérouler, les deux brins de la double hélice se séparent en brins individuels.Ensuite il faut abaisser la température et ajouter une amorce d’ADN.

C’est une courte séquence d’ADN à un seul brin. L’amorce d’ADN s’attache au brin d’ADN qu’on veut séquencer.

Elle indique le début du séquencement.

Après purification et légère augmentation de la température, cet ADN peut être séquencé en utilisant une ADN polymérase qui synthétise un brin complémentaire à partir d’un brin matrice du fragment d’ADN d’intérêt.

Cela génère un mélange de molécules qui se terminent à chaque position où se trouve un A, un C, un G, ou un T.

Les fragments dans ce mélange sont ensuite séparés selon leur taille par électrophorèse sur gel (L'électrophorèse est une technique de séparation de particules chargées électriquement par migration différentielle sous l'action d'un champ électrique.).

Puis on examine le gel à l’aide d’un appareil de radiographie (L'autoradiographie est une technique d'imagerie d'émission réalisée à partir d'une source radioactive placée au contact d'une émulsion ou d'un film photographique) ou d’une lumière UV.

De ce fait, chaque segment devient visible. Le séquençage est utilisé dans de nombreux domaines, en voici quelques-uns.

On peut d’abord citer la biologie moléculaire.

En biologie moléculaire, le séquençage permet d’étudier les protéines pour identifier les changements dans les gènes et éventuellement les associer à des maladies afin de trouver de potentiels médicaments.

Ensuite il y a la biologie évolutive où le séquençage permet d’étudier la manière dont les différents organismes sont liés et comment ils ont évolué.

En génétique médicale on peut séquencer les gènes des patients pour déterminer s'il existe un risque de maladies génétiques.En médecine reproductive pour étudier la physiologie de la reproduction et sa pathologie, l'infertilité.

Cette approche vise à améliorer la santé de la reproduction.

En microbiologie médicale, le séquençage à haut débit s’est également fait une place.

En bactériologie par exemple, même si on peut retrouver la même espèce bactérienne (ex : Staphylocoque doré) dans deux prélèvements de patients différents, il ne s'agit pas forcément d'une transmission directe de patient à patient.Ou encore en médecine légale.

L’ADN d’une personne peut être transféré par contact sur des objets ou sur des personnes.

Cet ADN provient des cellules issues de différentes matrices (exemple : sang).

Le séquençage de l'ADN en médecine légale peut donc être utilisé.... »