Pouvoir de fixation de l'ADN, les antigènes et des anticorps
La biotechnologie repose grandement sur les mécanismes biologiques naturels. Un bon exemple en est l´utilisation et la manipulation des molécules complémentaires. En biotechnologie, il faut bien comprendre les deux relations complémentaires essentielles qui existent entre les antigènes et les anticorps et entre les différents brins d´ADN et les autres acides nucléiques.
Un antigène est tout matériau étranger qui envahit notre corps et provoque la sécrétion d´anticorps par le système immunitaire. Les anticorps sont des protéines spécifiquement conçues pour se fixer sur les corps étrangers qui s´introduisent dans l´organisme afin que d´autres cellules « tueuses » puissent les reconnaître et les détruire. Le système immunitaire fabrique des anticorps spécifiques à chaque antigène. Un anticorps fabriqué pour lutter contre le virus de la grippe, par exemple, ne sera pas efficace contre le virus de la varicelle.
Les antigènes et les anticorps associés sont donc « attirés » les uns aux autres. Ce pouvoir de fixation des antigènes aux anticorps est utilisé dans le développement de nombreux nouveaux médicaments et diagnostics biotechnologiques et fait partie intégrante de plusieurs autres applications.
Les protéines sont des composés chimiques essentiels composés d'acides aminés. Beaucoup de molécules importantes de notre corps sont des protéines. Les anticorps sont des protéines, tout comme les enzymes. La différence entre les diverses protéines (enzymes, anticorps et hormones) réside dans l´arrangement des acides aminés.
Si vous pensez que les protéines concernent simplement la viande et les œufs, vous n´avez que partiellement raison. La viande, les œufs, les légumineuses et les noix contiennent beaucoup de protéines. Lorsque vous consommez ces aliments, les protéines qu´ils contiennent sont décomposées en acides aminés, dont certains servent à produire de nouvelles protéines dans votre corps.
L´ADN est composé de petites particules appelées nucléotides, lesquelles sont enchaînées pour former un brin. Une molécule d´ADN entièrement fonctionnelle comporte deux de ces brins, rattachés ensemble à chaque nucléotide. Il existe quatre types de nucléotides : l´adénine, la guanine, la cytosine et la thymine, généralement connues sous le nom d´A, G, C et T. Ces nucléotides ne peuvent se fixer d´un brin à l´autre que d´une seule façon : A se fixe toujours à T et C se fixe toujours à G. On les appelle « complémentaires ».
Une molécule d´ADN à deux brins s´appelle une double hélice.
Lorsqu´on sépare les brins, on obtient deux brins simples d´ADN. Ces deux brins d´ADN « reconnaissent » leur partenaire complémentaire et essaient de s´y fixer. Dans une cellule, une molécule d´ADN se sépare lorsque la cellule doit utiliser l´information qu´elle renferme pour effectuer une certaine activité. Par exemple, avant que la division d´une cellule puisse se produire, l´ADN de la cellule doit être doublé de sorte que chaque nouvelle cellule comporte la même information génétique. Dans ce cas, l´ADN se sépare en deux brins simples et une version complémentaire de chaque brin est copiée. Il en résulte la formation de deux doubles hélices de molécules d´ADN.
Il existe d´autres acides nucléiques qui fonctionnent avec l´ADN et en qui sont complémentaires. Un de ces acides nucléiques est l´ARN, utilisé à grande échelle dans la production de protéines. L´ARN messager, ou ARNm, est un type d´ARN.
L´ARNm est utilisé dans l'expression des gènes. Les gènes exprimés sont ceux qui ont été transformés en protéines, produits fonctionnels des gènes. Un gène peut être codé pour que quelque chose se produise, mais afin que cette chose se produise, une protéine doit être fabriquée pour effectuer le travail.
La fabrication des protéine comporte deux étapes : la transcription et la traduction. L´ARNm sert à la transcription.
Lorsque la cellule est prête à fabriquer une certaine protéine, un segment de l´ADN double responsable du code de cette protéine se défait pour devenir temporairement deux brins simples. L´ARNm fait alors une copie complémentaire d´un des brins simple d´ADN, nucléotide par nucléotide. L´ARNm, qui est alors une version complémentaire exacte du brin d´ADN, sort du noyau pour aller dans le corps de la cellule.
Rendu dans le corps de la cellule, l´ARNm passe à travers une molécule appelée ribosome. Le ribosome peut « lire » l´information contenue dans l´ARNm. Ensuite, avec l´aide d´une enzyme appelée ARN polymérase, le ribosome fabrique la structure de la protéine, acide aminé par acide aminé.
(En anglais seulement)
Griffiths, Anthony J. F. et al. An Introduction to Genetic Analysis, 6th edition. W.H. Freeman and Company: New York, 1996.
Basic Genetics. gslc.genetics.utah.edu/basic/index.html