Acides aminés

Voici les 20 acides aminés: alanine (Ala); arginine (Arg); acide asparagique (Asp); asparagine (Asn); cystéine (Cys); acide glutamique (Glu); glutamine (Gln); glycine (Gly); histidine (His); isoleucine (Ile); leucine (Leu); lysine (Lys); méthionine (Met); phénylalanine (Phe); proline (Pro); sérine (Ser); thréonine (Thr); tryptophane (Trp); tyrosine (Tyr); valine (Val).

 

Bases, paires de bases

A et T forment une paire de bases, C et G forment une autre paire de bases, autrement dit, elles sont complémentaires.

 

Cellule

Les organismes les plus simples ne sont composés que d'une cellule (bactéries, par exemple). Les êtres vivants plus développés, comme les humains, sont composés d'une grande quantité de cellules.

 

Cellules du corps

Une cellule du corps humain possède deux exemplaires de chaque chromosome (2 x 23 = 46 chromosomes), alors que les cellules sexuelles (ovules et spermatozoïdes) ont un exemplaire de chaque chromosome (23 chromosomes).

 

Chromosome

La substance chimique dont les gènes sont composés s'appelle acide désoxyribonucléique (ADN). Ou plus simplement, un chromosome contient un filament génétique entortillé, fait d'ADN. Une cellule du corps humain contient 46 filaments génétiques (ou chromosomes).

 

Chromosomes sexuels

Chez les filles, cette paire est composée de deux chomosomes X, alors que les garçons possèdent un chromosome X et un chromosome Y.

 

Clonage

Exemple: on insère un gène humain dans un plasmide et on transfère ce plasmide recombinant sur une bactérie. En se multipliant, la bactérie multiplie aussi le plasmide muni du gène humain.

 

Code génétique

Les «usines» de la cellule (ribosomes) fabriquent une protéine à l'aide d'une copie d'un gène. On peut dire que le langage de la copie du gène (composée de A, U, C, G) est traduit en langage des protéines (composées d'acides aminés). L'information de la copie du gène se présente sous la forme de groupes de trois lettres qui définissent chacun un acide aminé donné.

 

Copie du gène

L'original est donc fait de C, A, G et T et la copie se compose de C, A, G et U. La copie du gène émigre ensuite du noyau cellulaire vers le cytoplasme et les « usines » (ribosomes) qui lisent la copie et fabriquent la protéine correspondante.

 

Couleur de peau et génétique

La quantité de mélanine, et par conséquent la coloration claire ou foncée de la peau, est déterminée génétiquement. Cependant, ce sont bien les gènes qui décident quelle quantité de chaque sorte de colorant sera produite.

 

Couleur des yeux et génétique

Plusieurs gènes interviennent dans la transmission héréditaire de ce caractère. En outre, la couleur des yeux d'un enfant dépend de la combinaison de gènes que lui ont transmis ses parents. Le gène bey2 possède des allèles pour les yeux bruns et bleus, alors que le gène gey en possède pour les yeux verts et bleus. Mais l'allèle brun est dominant par rapport à l'allèle vert, qui pour sa part est dominant par rapport à l'allèle bleu. D'autres gènes encore décident des différentes nuances de ces couleurs.

 

Croisement

Ce phénomène se produit dans la nature, p.ex. entre bactéries de différentes espèces ou entre variétés apparentées de végétaux, par transfert de pollen. On parle aussi de croisement lorsqu'un gène est intégré au patrimoine génétique d'autres plantes par le biais du génie génétique, p.ex. un gène de résistance aux insectes.

 

Division cellulaire

Ainsi, à partir d'un seul oeuf fécondé se développe un être humain avec environ 10'000 milliards de cellules (1 + 14 zéros). L'oeuf se divise en deux cellules qui font de même de leur côté. Elles se divisent: nous avons alors quatre cellules, et ainsi de suite.

 

Electrophorèse sur gel

Comme toutes les molécules ont une charge électrique, elles peuvent être stimulées à migrer à travers un gel lorsqu'on applique un champ électrique. Plus elles sont petites, plus leur vitesse de migration augmente. La raison de ce phénomène est que la texture de ce gel ressemble à la texture d'un filet de pêche. Les molécules plus petites peuvent plus facilement passer à travers les trous et migrent ainsi plus vite.

 

Empreinte génomique

Certains gènes portent une empreinte différente dans les cellules selon qu'ils appartiennent à un organisme féminin ou masculin. Ce type de gènes sont transmis aux descendants avec leur empreinte. L'activité du gène sera différente en fonction de l'origine, maternelle ou paternelle, de son empreinte. A chaque génération, lorsque les spermatozoïdes ou les ovules sont produits, l'ancienne empreinte est «effacée» et les gènes sont à nouveau imprimés en fonction du sexe.

 

Enzyme

Les enzymes sont impliquées dans la plupart des transformations de substances dans les systèmes biologiques. Elles fonctionnent comme des catalyseurs, c’est-à-dire qu’elles pilotent et soutiennent le déroulement d’une réaction. Sans enzymes, une réaction nécessiterait d’avantage d’énergie et ne pourrait tout simplement pas avoir lieu.

Beaucoup d’enzymes sont spécialisées pour une substance ou pour un groupe de substances similaires et ne peuvent catalyser qu’un seul type de réaction. Quand une telle enzyme est défectueuse, le corps perd la capacité de conduire la réaction, ce qui peut même mener à l’apparition de maladies.

 

Escherichia coli

Des variantes de cette bactérie sont souvent utilisées dans le laboratoire du technicien génétique: des souches de sécurité auxquelles on a enlevé certaines propriétés et qui ne survivent pas à l'extérieur du laboratoire.

 

Eucaryote

Les plantes et les animaux sont composés de cellules eucaryotes. La levure est l’organisme eucaryote le plus simple, composé d’une seule cellule. Les bactéries ne possèdent pas de noyau, leur matériel génétique est dispersé dans la cellule. Ce sont des procaryotes.

 

Flore microbienne

La majorité de ces microorganismes sont inoffensifs, voire même bénéfiques pour l’organisme, et permettent de limiter les infections en créant un environnement compétitif contre les pathogènes. Chez l’être humain, on trouve cette flore notamment à la surface du tube digestif, des poumons et de la peau.

 

Gaz à effet de serre

Le rayonnement solaire qui parvient à la surface de la Terre réchauffe le sol, qui a son tour émet un rayonnement infrarouge (chaleur) en direction de l’espace. Mais des molécules de gaz présentes dans l’atmosphère (vapeur d’eau, gaz carbonique, méthane, protoxyde d’azote, chlorofluorocarbones) forment une couche isolante, comme le verre d’une serre, qui empêche cette chaleur de s’échapper vers l’espace. Sans ces gaz, les températures à la surface de la Terre seraient bien plus froides, -18°C en moyenne. Le réchauffement du climat observé ces dernières années est en grande partie dû à ces gaz, produits en grandes quantités par les activités humaines.

 

Gaz carbonique

Ce gaz, aussi appelé dioxyde de carbone, est présent naturellement dans l’atmosphère, mais la combustion massive de pétrole et de charbon par les activités humaines en produisent une grande quantité.

Ce gaz est incorporé par les plantes dans leurs cellules lors de la photosynthèse. On le retrouve dans le bois, et aussi dans le papier, sous forme de cellulose.

 

Gène

Pour désigner un gène, on utilise parfois les mots facteur ou unité héréditaire. Un gène est une unité fonctionnelle du support de l’hérédité, qui contient l’information génétique nécessaire à la fabrication d’un produit correspondant au gène (par exemple une enzyme ou une autre protéine). Les gènes sont alignés l’un à côté de l’autre dans l’ADN. Les produits de plusieurs gènes peuvent être impliqués ensembles dans la formation d’une caractéristique chez un être vivant. Inversement, un gène peut influencer la manifestation de plusieurs caractéristiques.

 

Génie génétique

Il est par exemple possible de transférer un gène humain sur une bactérie. Grâce à ce nouveau gène (transgène), la bactérie produit alors la protéine humaine correspondante.

 

Hérédité

Transmission des gènes des parents à leurs enfants. Alors que les cellules du corps possèdent deux exemplaires (2 x 23 = 46 chromosomes) de chaque chromosome, et donc de chaque gène, les "cellules sexuelles humaines" n'ont qu'un exemplaire de chaque chromosome (23 chromosomes). Lors de la fusion de l'ovule (23 chromosomes) et du spermatozoïde (23 chromosomes) naît un oeuf fécondé (46 chromosomes) à partir duquel se développera un enfant. De cette manière, les enfants héritent de la moitié des gènes de la mère et de la moitié de ceux du père.

 

HIV = VIH

En anglais il est appelé Human Immunodeficiency Virus (HIV) et en français Virus de l'immunodéficience humaine (VIH).

 

HUGO

Le but de ce projet est de caractériser tous les gènes de l'être humain, c'est-à-dire de connaître la composition d'un gène (séquence ADN) et sa localisation exacte sur un chromosome.

 

Jumeaux monozygotes ou dizygotes

Il existe deux types de jumeaux. Les jumeaux monozygotes résultent de la scission en deux de l'ovule fécondé lors des premières divisions cellulaires. Durant cette phase, les cellules sont encore très flexibles, de sorte qu'à partir des cellules séparées, deux embryons génétiquement identiques (clones naturels) se forment. Les jumeaux dizygotes résultent de la fécondation simultanée de deux ovules différents par deux spermatozoïdes différents. Ces jumeaux présentent autant de similitudes génétiques que d'autres frères et sœurs.

 

Parties par million

Pour un gaz ou une substance dans l’atmosphère, 1ppm signifie qu’il y a une mole de la substance qui nous intéresse sur 1 million de mole d’air. Pour un liquide, il y a 1μl (1millionième de litre) de substance par litre d’eau, et pour un solide cela correspond à 1mg (1 millième de gramme ou 1 millionième de kilo) de substance par kilo de solide.

 

PCB

Jusque dans les années 80, les PCB (polychlorobiphényles) ont été utilisés avant tout dans les transformateurs et les condensateurs électriques, mais aussi comme agents assouplissants dans les vernis, les mastics, les matériaux d’isolation et les matières synthétiques. Auparavant, ils étaient utilisés par exemple comme plastifiant dans la fabrication de plastique. Ces composés chlorés sont des produits chimiques synthétisés en laboratoire. Dans la nature, tous les PCB que l’on trouve proviennent de l’activité humaine. Bien solubles dans les graisses, ces composés s’accumulent dans les tissus adipeux des humains et des animaux. Etant donné leur mauvaise biodégradabilité, ils y restent piégés pendant des dizaines d’années. Les PCB ont été interdits en 2001 à cause de leur effet cancérigène et du tort qu’ils font à la reproduction.

 

PCR

Méthode qui permet de localiser une courte séquence d'ADN sur un brin d'ADN long de plusieurs centaines de milliers d'éléments et de multiplier cette séquence par millions (amplification de l'ADN).

 

Photosynthèse

Lors de la photosynthèse, le gaz carbonique et l’eau se transforment par réaction chimique en sucre (glucose) et en oxygène sous l'action de la lumière. Ce processus est illustré dans notre bande dessinée.

 

Polaire

Dans une molécule polaire, un ou plusieurs atomes attire d’avantage les électrons de la liaison vers lui. Il en résulte une molécule avec des pôles de charges opposées. Par exemple, l’eau H2O est une molécule polaire. L’oxygène attire d’avantage les électrons que l’hydrogène. L’atome d’oxygène est donc légèrement chargé négativement et les atomes d’hydrogène positivement.

Par opposition, lorsque les atomes de la molécule attirent les électrons de la liaison de façon symétrique, il n’y a pas de formation de pôles. On parle alors de molécule apolaire. Le chlore Cl2 est un exemple de molécule apolaire.

 

Prénatal

Après la séparation des deux brins d'ADN, les primer vont se coller aux brins simples d'ADN. La polymérase (copieur d'ADN) utilise maintenant ces amorces courtes d'ADN double-brin comme points de départ pour son travail: synthétiser et assembler élément par élément et ainsi retransformer l'ADN simple brin en ADN double-brin.

 

Primer

Après la séparation des deux brins d'ADN, les «primer» vont se coller aux brins simples d'ADN. La polymérase (copieur d'ADN) utilise maintenant ces amorces courtes d'ADN double-brin comme points de départ pour son travail: synthétiser et assembler élément par élément et ainsi retransformer l'ADN simple brin en ADN double-brin.

 

Protéine

Les protéines sont les «ouvrières» de nos cellules. Elles sont essentielles à la vie et assurent quasiment toutes les fonctions cellulaires (structure de la cellule, réplication des gènes, transformation biochimique, mobilité, etc.).

 

Pseudomonas aeruginosa

Ces bactéries se déplacent grâce à un flagelle. Elles sont extrêmement résistantes aux antibiotiques et peuvent être très pathogènes.

 

Recombinaison génétique

En génie génétique, des morceaux d'ADN d'origine différente (p.ex. gène d'un être humain et plasmide d'une bactérie) peuvent être combinés de manière ciblée. L'ADN créé de cette manière s'appelle ADN recombinant.

 

Résistance

Beaucoup de plasmides portent par exemple des gènes résistant à certains antibiotiques. Les bactéries qui possèdent de tels plasmides sont alors protégés contre ces antibiotiques. A l'aide du génie génétique, on peut transférer des gènes sur une plante qui la munissent d'une résistance contre les virus, les champignons, les insectes ou les nématodes.

 

Respiration cellulaire

La respiration cellulaire a lieu principalement dans les mitochondries, «centrales énergétiques» de la cellule. Ce processus consomme du sucre (glucose) et de l’oxygène et produit du dioxyde de carbone et de l’eau.

 

Rhésus

Lorsqu'une personne Rh négative entre en contact avec des globules roules porteurs de protéines Rh, son organisme développe des anticorps. Tel est le cas lorsqu'une mère Rh négative est enceinte d'un enfant Rh positif (comme son père). La plupart du temps, la grossesse se déroule sans difficultés. Mais lors de l'accouchement, il se peut que du sang de l'enfant parvienne dans la circulation de sa mère, qui dès lors produira des anticorps. Le premier enfant n'en subit aucune conséquence. Néanmoins, si cette femme tombe à nouveau enceinte d'un enfant Rh positif, les anticorps qu'elle a fabriqués peuvent traverser le placenta et aller attaquer les cellules sanguines du foetus. Pour éviter cela, des anticorps anti-Rh sont administrés à la mère aussitôt que son enfant Rh positif est venu au monde.

 

Sel

Lorsqu’on fait réagir un acide et une base, il se forme un sel et de l’eau. Attention, ce qu’on appelle communément sel ou sel de cuisine est du chlorure de sodium qui n’est pour les chimistes qu’un sel parmi d’autres.

 

Semi-conducteur

Lorsqu’un courant électrique traverse un matériau, ce dernier lui oppose une résistance spécifique. Si la résistance du matériau est faible, le courant peut s’écouler facilement. Dans ce cas, on dit que le matériau est conducteur. Tous les métaux sont des conducteurs. Le cuivre par exemple, conduit particulièrement bien l’électricité.

Les matériaux qui opposent une grande résistance au courant sont dit non-conducteurs ou isolants. La porcelaine est un isolant, comme le sont aussi de nombreux plastiques. Ces derniers sont utilisés par exemple pour isoler le fil de cuivre des câbles électriques.

La résistance spécifique des semi-conducteurs se situe quelque part entre les conducteurs et les isolants. La température a une influence déterminante sur les propriétés de ces matériaux. Ils sont isolants aux températures proches du zéro absolu (-273°C) mais deviennent d’avantage conducteurs lorsque les températures augmentent.

 

Séquence

Les nucléotides d’une séquence d’ADN sont eux-mêmes composés de bases azotées (abrégées A, T, G et C), de sucres et de groupes phosphates. Chaque brin de la double hélice d’ADN est une suite de nucléotides. Les sucres et les groupes phosphates sont identiques dans tous les nucléotides. C’est l’ordre des bases azotées dans les brins d’ADN qui détermine la différence entre deux individus.

 

Système immunitaire

Ce système fonctionne grâce à des globules blancs spécialisés et repartis dans tout l'organisme. Ils repoussent les corps étrangers (p.ex. agents pathogènes) et éliminent les cellules malades (p.ex. les cellules cancéreuses).

 

Transformation génétique

En génie génétique, on entend par transformation le processus d'absorption d'ADN recombinant par des bactéries ou autres cellules. La chaleur, par exemple, peut provoquer des trous dans la paroi cellulaire de bactéries par lesquels des plasmides recombinants peuvent se faufiler.

 

Virus

Les virus sont des agents infectieux caractérisés par leur petite taille, en moyenne 250 nanomètres (250 milliardièmes de mètre), soit environ 100 fois plus petits qu’une bactérie et 1000 fois plus petits qu’une cellule eucaryote. Les virus sont constitués d’une molécule d’acide nucléique (ADN ou ARN), support de leur information génétique et de protéines qui forment leur enveloppe externe.

Les virus ne peuvent pas se multiplier de façon indépendante. Ils ont pour cela toujours besoin d'une cellule vivante, c'est-à-dire d'une bactérie ou d'une cellule végétale, animale ou humaine suivant la nature du virus. Les virus sont donc des parasites intracellulaires obligatoires. L'appartenance des virus aux êtres vivants est incertaine et ce sujet alimente les discussions parmi les biologistes.