On attend beaucoup de la recherche sur les bases moléculaires de la vie. De nouvelles méthodes diagnostiques et thérapeutiques devraient être développées avec la recherche sur le génome humain. Dans le même temps, l’importance des connaissances génétiques produites par ces recherches pour les êtres humains et leur cadre de vie reste difficile à estimer.
L’une des techniques qui a motivé la recherche sur le génome est la réaction en chaîne par polymérase (PCR). Depuis son développement en 1985, la PCR a eu une grande influence sur la recherche biologique et la biotechnologie, étant donné qu’elle peut se multiplier très rapidement, l’ADN provenant de différentes origines. La PCR a été utilisée pour amplifier l’ADN d’une grande variété de sources :
- Des fragments d’ADN d’un mammouth vieux de 40 000 ans.
- ADN de petites quantités de sang, de tissu ou de sperme dans les enquêtes sur les crimes violents, tels que les homicides et les viols.
- L’ADN de cellules embryonnaires individuelles pour le diagnostic prénatal rapide des maladies génétiques.
- ADN de gènes viraux de cellules infectées par un virus difficile à détecter, comme le VIH.
Pourquoi la réaction en chaîne par polymérase est-elle si efficace pour la réplication de l’ADN ?
Avec l’aide de la PCR, tout morceau d’ADN peut être rapidement multiplié, sans avoir besoin de cellules. L’ADN est incubé avec de l’ADN polymérase thermostable dans un récipient de réaction contenant des nucléotides. À cela s’ajoutent les « amorces », morceaux courts d’un ADN monocaténaire synthétique qui se lient aux bons endroits de la molécule d’ADN donnée après que celle-ci a été séparée par chauffage. Par conséquent, la PCR présente les avantages suivants :
- Rapidité.
- Fiabilité.
- Économique.
Ainsi, en chauffant et en refroidissant automatiquement avec un thermocycleur, des milliards de copies d’un segment d’ADN particulier peuvent être produites en quelques heures. C’est beaucoup plus rapide que de cloner un fragment d’ADN pendant plusieurs jours pour produire un plasmide recombinant et le répliquer dans des bactéries. Un composant particulièrement important de cette réaction est l’ADN polymérase résistant à la chaleur, qui a été isolé pour la première fois d’un genre de bactéries thermorésistantes (Thermus aquaticus, d’où l’abréviation de l’enzyme Taq).
Étant donné que les pièces d’amorce peuvent être utilisées pour déterminer exactement la section d’ADN que vous souhaitez multiplier, seules de petites quantités d’ADN spécifique dans la matière de départ sont suffisantes et, en outre, cet ADN n’a même pas besoin d’être particulièrement purifié. Les erreurs occasionnelles lors des nombreuses réplications ADN limitent le nombre de copies correctes qui peuvent être obtenues avec cette méthode à partir d’une section d’ADN initiale.
Quelles sont les applications biomédicales de l’étude du génome ?
Les applications biomédicales de la PCR sont énormes. Maintenant que de très petites quantités d’ADN étranger peuvent être détectées dans un être vivant, des infections virales et bactériennes peuvent être déterminées à partir d’échantillons de patients sans culture de micro-organismes qui prend beaucoup de temps. La PCR est maintenant utilisée, par exemple, pour détecter les infections par le VIH.
Depuis la découverte qu’une quantité suffisante d’ADN fœtal circule dans le sang de la mère pour étudier les variations et l’intégrité du génome fœtal dans un échantillon, les tests génétiques prénatals ont joué un rôle de plus en plus important dans le diagnostic prénatal. Un exemple est le dépistage des femmes enceintes Rhésus négatives pour la positivité Rhésus de l’embryon. En cas de risque de réaction immunitaire sévère, la mère est traitée par prophylaxie anti-D. En déterminant le facteur Rhésus du fœtus, une prophylaxie inutile peut être évitée chez 40% des femmes.
La méthodologie peut également être utilisée pour détecter les erreurs génétiques qui sous-tendent les maladies héréditaires. Par conséquent, cette méthode, ainsi que la possibilité de mutagenèse ciblée, ont un grand potentiel pour la thérapie génique. Sans la PCR, le Projet Génome Humain visant à déterminer chaque code d’ADN dans le génome humain n’aurait pas été réaliste. Dans les enquêtes de police, la PCR peut fournir des informations cruciales, car il est désormais possible de déterminer l’ADN d’une seule goutte de sang ou d’une cellule de la racine des cheveux qui se trouve sur la scène d’un crime.
Le thermocycleur de Kalstein pour la réaction en chaîne de polymérase
Les cycles de chauffage et de refroidissement requis par la PCR nécessitent un thermocycleur fiable, comme celui fourni par le fabricant d’équipement de Kalstein. Ces instruments se caractérisent par leur robustesse dans les laboratoires qui traitent un grand nombre d’échantillons ; ils ont une interface intuitive qui permet une manipulation facile et une technologie de refroidissement Peltier de dernière génération. D’autres détails techniques de ces instruments, ainsi que les prix, les achats et les devis, sont disponibles sur les pages suivantes : ICI et ICI.