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Rôle de l'adn dans l'établissement d'un profil génétique
1. Qu’est ce que l’ADN ?
L’ADN est une molécule allongée, pouvant mesurer plusieurs centimètres de long . Chez les eucaryotes, l’ADN est présent dans le noyau cellulaire principalement, mais aussi dans les mitochondries et les chloroplastes.
Dans le noyau, il est linéaire et est scindé en plusieurs ADN formant des chromosomes. L’ADN peut prendre de nombreuses formes différentes, circulaires, linéaires ou encore ramifiés. Elle est retrouvée dans toutes les cellules vivantes, qui renferment l’ensemble des informations nécessaires au développement et au fonctionnement d’un organisme. C’est aussi le support de l’hérédité car il est transmis lors de la reproduction, de manière intégrale ou non. Il porte donc l’information génétique, il constitue le génome des êtres vivants. L’ADN détermine la synthèse des protéines par l’intermédiaire de l’ARN.
L’ADN est constitué de séquences de nucléotides, on parle de polymère de nucléotides. Chaque nucléotide est constitué de trois éléments liés entre eux : un groupe de phosphate lié à un sucre, le désoxyribose, lui-même lié à une base azotée. Il existe 4 bases azotées différentes : A(Adénine), C (Cytosine), T (Thymine), G (Guanine). Dans l’ADN, les nucléotides sont reliés entre eux selon une certaine fréquence grâce à des liaisons impliquant un groupe phosphate qu’on appelle des liaisons 3’-5’ phosphodiester. Pour fabriquer l’ADN, il suffit d’enchaîner des nucléotides en les reliant par ce type de liaisons appelées liaisons fortes. Ce sont les 4 bases azotées qui assurent la variabilité de la molécule d’ADN, ainsi que la complémentarité des 2 brins. Les gènes permettent la fabrication des protéines.
Avant chaque division cellulaire, la molécule d’ADN double brin doit être dupliquée en deux molécules d’ADN filles identiques. Cela assure la transmission de l’information génétique lors de la reproduction, c’est l’hérédité qui va permettre aux scientifiques de se prononcer sur une identification.
2. Mise au point de l’identification humaine par l’ADN
Mise au point en 1985 par Alec Jeffreys, docteur Britannique en génétique découvre la méthode d’identification par ADN. A L’origine, cette méthode d’identification fut développée à des fins médicales pour détecter les maladies d’origine génétique. En 1983, une jeune britannique âgée de 15 ans fut retrouvée morte. On cru tout d’abord à un meurtre par asphyxie puis on décela sur son corps des marques de tortures et de viol. En 1986, tout près du lieu du premier meurtre a été retrouvée un autre corps. Le mode opératoire était le même. En 1988, la méthode a été démocratisée, ce qui permit de disculper le coupable présumé qui deviendra alors le premier homme soumis à une disculpation dans l’histoire de la justice et de la criminalistique et de retrouver le vrai coupable qui fut condamné à la prison à vie.
Elle se fait à partir de l’empreinte génétique qui est le résultat de l’analyse génétique, rendant possible l’identification d’une personne à partir des tissus biologiques. Ils sont utilisés en médecine légale pour identifier ou innocenter des suspects grâce à leur sang, leur salive, leurs poils etc. L’empreinte génétique repose sur le fait qu’un certain ensemble de séquences dans l’ADN restent spécifiques à chaque individu.
Les tribunaux, reconnaissent la fiabilité des empreintes génétique et acceptent les résultats de ces tests comme preuve lors des procès.
L'extraction de l'ADN est une technique permettant d'isoler l'ADN de cellules ou de tissus. L'ADN ainsi extrait peut ensuite être utilisé pour des recherches de biologie moléculaire, telles que la méthode PCR.
Les étapes pour analyser l’ADN sont :
- micropipetage
- préparation des échantillons
- programmation de l’appareil PCR
La PCR (Polymérase Chain Réaction) est une méthode qui a bouleversé la biologie moléculaire et s’est implantée très rapidement dans les laboratoires. Cette technique est basée sur une répétition de cycles de transition de température.
- Préparation du gel d’agarose
- Electrophorèse
Une molécule d’ADN est découpée en fragments de différente taille par une enzyme de restriction puis soumise à un champ électrique dans une cuve à électrophorèse. Les fragments migrent en fonction de leur masse moléculaire, les plus petits étant les plus rapides.
- Coloration du gel
3. Expérience d'extraction de l'ADN du sang
a. Matériel et Produits
- Tube
- Bec benser
- Sang
- Ethanol
- solution hypotonique
- Détergeant
- Enzyme
- isopropanol 100%.
b. Protocole d'extraction
Le but de cette extraction va être d'isoler l'ADN des autres composés de la cellule. Nous allons prendre l'exemple d'une extraction d'ADN à partir du sang pour illustrer les différentes étapes.
Cette première étape consiste à éliminer les globules rouges ainsi que toutes les impuretés du milieu extracellulaires. Ce lavage se fait par ajout d'une solution hypotonique qui aura pour effet de faire éclater les globules rouges mais pas les globules blancs qui eux sont beaucoup résistants. Les globules rouges ne contiennent pas d'ADN, l'ADN sera extrait des globules blancs.
la centrifugation va séparer les globules blancs de débris de globules rouges. A la fin de la centrifugation on peut voir au fond du tube un "culot" blanc (globules blancs) et un surnageant rouge (débris de globules rouges) qui est retiré du tube. La centrifugeuse se fait à la vitesse de 4000 rpm (rotation par minute) pendant 5 minutes.
Ces premières étapes sont réalisés jusqu'à obtenir une solution au dessus du "culot" limpide.
- Destruction des globules blancs appelés lyse des blancs
On utilise pour cette étape une solution agressive de détergeant qui va déstabiliser la membrane de globules blanc et le noyau de la cellule. On ajoute une enzyme appelée "protéinase k" qui va dégrader les protéines de la cellule. Pour avoir une activité optimale de la protéinase k le tube est chauffé entre 55 et 65° de 1 heure à toute une nuit.
Après cette étape le tube d'extraction contient un mélange d'ADN et le résidu de la membrane de la cellule et toute les molécules du cytoplasme.
La précipitation a pour but de séparer l'ADN du reste de la solution de lysat (substance provenant soit de la destruction d'éléments organiques soit de l'action d'agents physiques, chimiques ou biologiques) . Cette étape va consister à ajouter délicatement de l'isopropanol pur (dit isopropanol 100 % ; composé chimique sans couleur et inflammable) et mélanger le tube délicatement. Au bout de 4 à 5 agitations, il se forme une masse opaque appelée "pelote" qui n'est autre que l'ADN.
- Elimination de la solution de lyse
La centrifugation va mettre la pelote d'ADN au fond du tube. Il sera alors possible d'éliminer le surnageant contenant les restes de la cellule sans toucher à l'ADN.
Pour être sur d'éliminer le maximum de la solution de lyse, on ajoute dans le tube de l'éthanol 70% éliminera mieux les restes de la solution de lyse que l'isopropanol car il contient 30% d'eau. L'eau solubilisera les impuretés autour de la pelote d'ADN. L'échantillon est agité pour laver au mieux la pelote. Le tout est centrifugé à 4000 rpm pour mettre la pelote au fond du tube et éliminer le surnageant.
L'ADN en pelote sèche ne peut pas être utilisé pour les analyses de biologie moléculaire. Il faut que l'ADN soit réhydraté dans une solution. L'ADN sera totalement réhydraté lorsque la pelote aura disparu. La solution est le plus souvent du TE pour Tris-EDTA. Ces composés donnent un PH et une force ionique à l'eau optimisant. L'hydratation et la conservation de l'ADN. Pour une meilleure hydratation de l'ADN le tube est chauffé à 65° pendant 1 à 2 heures après l'ajout du TE. Supprimer les publicités sur ce site pendant 1 an
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