genetique

 

Gregor Johann Mendel

GregorJohannMendel1Ses nombreux croisements des plants de pois à la base des premières lois de la génétique.

L'homme que l'on considère aujourd'hui comme être le père fondateur de la génétique n'a probablement jamais touché à une éprouvette de sa vie et ses travaux expérimentaux n'intéressaient pas grand monde de son vivant.

Gregor Johann Mendel naît le 22 juillet 1822 à Heinzendorf en Moravie, petite ville tchécoslovaque qui appartenait jadis à l'Autriche. Motivé par les études, Johann Mendel rejoint en 1840, l’Institut de Philosophie d’Olomouc afin d’y suivre deux années préparatoires à l’entrée à l’Université. Ne parvenant pas à financer ses études, Mendel entre chez les moines, change son prénom pour celui de Gregor, et reçoit une formation de botaniste et de physicien par deux professeurs chevronnés. L'un d'eux, Christian Doppler, est aujourd'hui mondialement connu pour ses travaux sur le son (il a mis en évidence le célèbre effet Doppler). À l'époque, Mendel enseigne les sciences naturelles dans de petites classes de la ville de Brno. En septembre 1843, Mendel est reçu au noviciat du monastère de Brno ; il sera ordonné prêtre en 1848.

Son passe-temps préféré, le jardinage, l'amènera à écrire une grande page d'histoire. Vers 1850, Mendel installe un jardin expérimental dans la cour et met sur pied le plan d’expériences visant à expliquer les lois de l’origine et de la formation des hybrides. Pendant 18 ans, il effectue des croisements de différentes variétés de pois et note soigneusement les variations de couleur, de forme et de dimension de ses pois. Ces observations n'avaient rien de révolutionnaire : plusieurs chercheurs avaient à l'époque expérimentés ces croisements, mais personne n'avait su en tirer des lois, comme le fit Mendel.

Les chercheurs qui ont précédé dans l’étude des mécanismes de l’hérédité n’avaient abouti à rien parce qu’ils travaillaient sur des plantes présentant un grand nombre de caractères différents ; ils étaient ainsi incapables de dégager une logique dans la transmission héréditaire. Mendel, lui, innove par la grande rigueur de sa démarche scientifique. Il choisit de travailler sur des pois comestibles présentant sept caractères dont chacun peut se retrouver sous deux formes différentes, aisément identifiables : forme et couleur de la graine, couleur de l’enveloppe, forme et couleur de la gousse, position des fleurs et longueur de la tige. La première expérience qu’il décrira dans son article consiste à étudier les résultats d’hybridation obtenus pour l’une des paires de caractères seulement.

hybridation mendel

 

Le premier principe mendélien est celui des caractères "récessifs" et "dominants" des plants. Mendel croise initialement deux plants n'ayant qu'un caractère différent, par exemple deux plants de même taille ou de même forme, mais l'un donnant des pois verts et l'autre des pois jaunes. Il constate que les descendants ne produisaient pas des pois d'un mélange de jaune et de vert, mais toujours d'un jaune identique au premier plant. Il en conclut qu'entre deux caractères, la nature en sélectionne un (dominant) au profit d'un autre (récessif). Cette théorie en contredisait une autre, bien plus répandue à l'époque, qui parlait d'un "mélange" des caractères et non d'une "préférence". Plus tard, la découverte des gènes dominants et récessifs lui donnera raison.

Sa seconde loi nous dit pour la première fois qu'il est possible de prédire le caractère de la deuxième génération de pois. Pour ce faire, il croise un grand nombre de plants de pois jaunes étant tous issus du premier croisement d'un plant de pois verts et d'un plant de pois jaunes. Il obtient en moyenne trois plants de pois jaunes pour un plant de pois verts. Il en conclut que même si un caractère est invisible, il est toujours présent à l'intérieur du plant. Aujourd'hui, cette découverte est associée aux risques de transmission d'une maladie génétique des parents aux enfants. Le ratio n'est pas toujours de trois pour un, mais le principe demeure : les deux parents peuvent être porteurs d'un gène muté, ne pas souffrir de la maladie, mais pouvoir la transmettre à leur progéniture.

Troisième grande loi de Mendel: on peut aussi prédire les résultats de plants ayant plus d'un caractère différent. Toutefois, plus les plants sont différents, plus les probabilités sont complexes.

Les lois de Mendel, qui constituent un très grand pas en avant, n'expliquent toutefois pas tout. Par exemple, Mendel ne prévoit pas l'atavisme, c'est-à-dire un caractère qui apparaît soudainement après une absence de plusieurs générations. Le moine autrichien aura au moins eu le mérite d'avoir fait tomber un grand nombre de théories erronées. Mais " l'effet Mendel " se sera fait attendre : En 1866, alors que Mendel publie l’article "les trois lois de l'hérédité" retraçant dix années d’expériences d’hybridation chez les végétaux et l’adresse aux sociétés scientifiques des quatre coins du monde, les réactions sont mitigées, voire inexistantes. En 1868 cependant, Mendel est élu supérieur de son couvent. Obligé de consacrer beaucoup de son temps aux devoirs, il abandonne ses recherches très poussées sur l’hybridation des végétaux en 1873.

Il s’investit alors dans d’autres domaines plus compatibles avec ses obligations, notamment l’horticulture et l’apiculture. Il se passionne également pour la météorologie qui sera au final le domaine qu’il aura le plus longtemps étudié, de 1856 jusqu’à sa mort en 1884. Ce n'est que 16 ans après sa mort, en 1900, que la publication de trois nouveaux articles signés Hugo de Vries, Carl Correns et Erich von Tschermark révèle des résultats similaires à ceux de Mendel, les scientifiques confirmeront la validité de ses théories. La génétique est officiellement née, près de cinquante ans après l’élaboration des fameuses "lois de Mendel". Deux explications : tout d'abord l'article de Mendel fut publié dans une obscure revue locale. Mais surtout, les spectaculaires travaux de Darwin sur l'évolution des espèces ont porté ombrage à nombre d'autres théories parallèles.

 

Les avancées génétiques...

génétique génétique

1665 : La cellule a été découverte par l'Anglais Robert Hooke, grâce à un microscope primitif de son invention. Dans des fragments de végétaux, il pouvait distinguer des compartiments ressemblant aux cellules des moines dans les monastères; d'où le nom donné au plus petit dénominateur commun à tout organisme vivant.

1866 : Publication des "trois lois de l'hérédité" de Gregor Mendel. Ses observations se font à partir de croisements de différents plants de pois. De générations en générations, il étudie avec minutie la transmission de caractères comme la couleur, la texture, la taille et la forme des pois et des plants

1869 : Le médecin suisse Friedrich Miescher réussit à isoler une substance du noyau cellulaire qu'il nomme "nucléine", maintenant appelé "acide nucléique". Malheureusement, il n'a jamais su l'importance de sa découverte.

1900 : Après plus de 30 ans d'oubli, plusieurs scientifiques découvrent les résultats des travaux de Mendel. William Bateson, tente d'appliquer ses théories à l'humain. Il invente les mots "homozygote" et "hétérozygote". Si plusieurs commencent à parler d'hérédité, personne n'a encore idée de ce qui se passe dans le corps humain.

1910 : Le généticien américain Thomas Hunt Morgan réussit à créer un grand nombre de mutations chez une variété de mouche nommé Drosophile. Morgan obtient ainsi la première preuve tangible de l'existence de phénomènes héréditaires. Le "Roi de la mouche" est considéré comme le chercheur ayant jeté les premières bases solides de l'existence des gènes et des chromosomes. En 1933, il obtient le prix Nobel de médecine.

1927 : Hermann Muller, collègue de Thomas Hunt Morgan, démontre que l'irradiation (rayons X) d'un insecte multiplie par 100 le nombre de mutations. Mais la molécule d'ADN demeure toujours un mystère.

1943 : Oswald Avery, Colin MacLead et Maclyn McCarty se servent d'une bactérie pour prouver que c'est bien l'ADN qui transporte les informations génétiques contenues dans la cellule. Ils réduisent à néant ainsi près de 50 ans de théories plus ou moins farfelues sur l'ADN.

1953 : James Watson, Francis Crick et Maurice Wilkins révèlent la structure tridimensionnelle en double hélice de la molécule d'ADN. La génétique vient de faire un pas de géant. Cette découverte sera couronnée d'un prix Nobel en 1962.

1970 : Paul Berg (Nobel de chimie en 1980), Stanley Cohen (Nobel de médecine en 1986) et Herbert Boyer développent des méthodes permettant de diviser l'ADN en plusieurs sections. Ils pavent ainsi la voie aux techniques d'ADN recombinant. À l'époque de sa découverte, Berg demande pourtant qu'on cesse ce type d'activité, jugeant ces techniques dangereuses.

1983 : Le généticien américain James Gusella met au point une technique visant à détecter rapidement un des gènes responsable de la maladie de Huntington. C'est le début des marqueurs génétiques permettant le dépistage d'anomalie.

1990 : Le projet de génome humain se met en marche, son but est de donner un nom aux 60 000 gènes et placer dans l'ordre les lettres des trois milliards de bases de ces gènes.

 

Les gènes, c'est quoi ?

geneGène : Fragment d'ADN codant un caractère, et correspondant à une unité d'information génétique.

Les gènes portent les caractères héréditaires transmis au cours des générations. Ils sont disposés en ligne le long d'une unité plus grande appelée chromosome. Chaque gène est situé en un endroit particulier sur l'un des chromosomes du noyau cellulaire.

Le gène est formé d'une série de paires de bases. Certains gènes peuvent contenir un nombre relativement réduit de paires de bases (choisies parmi les quatre bases fondamentales : adénine, guanine, cytosine, thymine) quelques milliers par exemple, alors que d'autres en renferment plus d'un million.

Chaque gène contient les instructions pour coder une ou plusieurs protéines. Les protéines sont constituées par l'assemblage linéaire de 20 types de composantes élémentaires: les acides aminés. L'alphabet des protéines comprend donc 20 lettres. La correspondance entre les gènes et les protéines se fait donc grâce à la séquence des bases de l'ADN qui dicte la séquence des acides aminés dans une protéine: la règle de correspondance entre les deux alphabets se nomme le code génétique.

genetique5Les gènes dits "structuraux" constituent près de 99 % du génome. Ces derniers sont caractérisés par un mode d'action impliquant la production de protéines. Les gènes structuraux sont responsables, entre autres, de l'exécution du métabolisme - en transformant les nutriments de la cellule en énergie - de la régulation du cycle et de la division cellulaire, etc.

Les gènes structuraux ont aussi pour tâche de différencier les différents types de cellules (nerveuses, hépatiques, musculaires, etc.) Dans ces cellules, tous les gènes sont présents, mais la majorité sont inactifs. Par exemple, un gène responsable de la production d'insuline n'a pas à être actif dans les cellules des tissus musculaires. Ainsi on estime qu'environ 10 % des gènes des cellules sont "fonctionnels".

Les allèles sont les deux gènes qui occupent le même site sur deux chromosomes homologues. Les chromosomes forment des paires; les deux éléments d'une paire étant dits homologues; ils commandent les mêmes caractéristiques, comme la couleur de la peau. L'un d'eux représente l'information venue du père, et l'autre, de la mère. On dit d'un sujet qu'il est hétérozygote si dans un couple de gènes homologues (allèles), celui venant du père est différent de celui venant de la mère. Le sujet est homozygote si, au contraire, les deux allèles sont strictement identiques. Un gène est dominant s'il arrive toujours à s'exprimer, à se manifester, même quand il est seul, à l'état hétérozygote. L'autre allèle, qui ne s'exprime qu'à l'état homozygote, est dit récessif.

 

Le clonage

Qu'est-ce qu'un clone?

Le terme "clone" désigne un objet ou un organisme considéré comme identique à un autre. C'est une duplication exacte. En biotechnologie, le clonage désigne la reproduction en laboratoire de gène, cellules ou organismes à partir d'une même entité originale. Il est donc possible de produire de parfaites copies génétiques du gène, de la cellule ou de l'organisme original.

Clonage thérapeutique

Le clonage, ou la reproduction exacte de gènes particuliers et de types individuels de cellules, est une technique employée depuis plus de 20 ans, en biotechnologie afin de produire des médicaments et des vaccins pour traiter les crises cardiaques, des maladies du rein, le diabète, la sclérose en plaques, la fibrose kystique, divers cancers, l'hépatite, et d'autres maladies. Le clonage d'organes et de tissus. L'équipe de recherche de An Wilmut, associée à une petite entreprise de biotechnologie écossaise du nom de PPL Therapeutics a été la première à utiliser avec succès une technique appelée technologie de transfert nucléaire.

Clonage reproductif 

Le début du processus est similaire, puisqu'il consiste à obtenir un embryon par transfert du noyau dans un ovocyte préalablement énucléé. Il est également possible d'obtenir un nouvel embryon par séparation mécanique des cellules du premier. Cet embryon est cultivé pendant quelques jours en laboratoire. Mais il est ensuite implanté dans l'utérus d'une mère afin d'aller au terme de la grossesse.

 

Pourquoi le clone de Dolly est une première mondiale ?

ian wilmutEn février 1997, l'équipe de M. Wilmut annonçait l'arrivée de Dolly. Dolly est une brebis qui possède exactement le même code génétique (ADN) que sa mère. Si Dolly était issue de la reproduction sexuelle normale, la moitié de son ADN proviendrait d'une femelle et l'autre moitié, d'un mâle. Son code génétique serait le résultat d'une combinaison de l'ADN des deux parents. Les cellules de Dolly contiennent tout l'ADN de sa mère, et aucun ADN d'un autre mouton. C'est pourquoi Dolly est le clone de sa mère. C'est comme si Dolly était la jumelle de sa mère, née quelques années après elle.

Les scientifiques avaient déjà réussi auparavant à cloner des organismes, le cas de Dolly est un peu différent dans la mesure où c'est le premier organisme à être cloné en utilisant une cellule animale adulte spécialisée.

Les organismes pluricellulaires, comme les Hommes, et notamment ici les moutons, sont constitués de millions de cellules. Chaque type de cellules est spécifique parce qu'elles possèdent une fonction bien déterminée. Par exemple les cellules nerveuses ont pour rôle de transmettre et recevoir les impulsions électriques qui caractérisent la fonction cérébrale, Les cellules T (ou lymphocyte T) qui font partie de notre système immunitaire sont structurées de sorte à nous aider à combattre l'infection...

Il ne faut pas oublier que la totalité de nos cellules proviennent d'une seule et même cellule non spécialisée. La spécialisation intervient après dans des étapes de développement. Ce processus de spécialisation s'appelle différenciation cellulaire.

Avant Dolly, peu de scientifiques pensaient que la différenciation cellulaire était réversible chez les mammifères. En d'autres termes, l'idée qu'on puisse amener une cellule animale différenciée à produire des cellules génériques non différenciées qui donnent naissance à un organisme entièrement nouveau semblait peu réaliste.

Dans les années 1970, on mena des expériences dans le cadre desquelles le noyau d'une cellule différenciée de grenouille fut transféré à un zygote énucléé (dont le noyau a été enlevé). Dans certains cas, le zygote se développa et produisit plusieurs cellules, parfois, même des têtards, mais ces cellules ne se développèrent jamais en grenouilles matures.

La société Genzyme Transgenics, du Massachusetts, a modifié des chèvres de façon à ce qu'elles produisent de l'antithrombine III, une protéine qui permet le contrôle de la coagulation du sang. La protéine recueillie dans le lait est la réplique exacte de la version humaine. A quelques étables de Dolly, la société PPI Therapeutics fait produire de l'antitrypsine humaine à des brebis et de la lactalbumine à des vaches. En Virginie, ce sont des cochons qui ont décroché le marché de la production du Facteur VIII humain.

 

Le clonage de Dolly

Le 23 Février 1997, l'annonce de la future naissance de Dolly défraye la chronique. Il a fallu non moins de 277 tentatives de transfert nucléaire pour obtenir la formation de 29 embryons, soit 12 % de réussite. A la naissance, le 4 août elle pesait 5 Kg. Au mois de mars, elle pesait 45 Kg

dolly

Alors qu'il aurait été possible, en théorie, de créer le clone de la brebis A (Dolly) à l'aide de la brebis A uniquement, on a utilisé les brebis B et C dans le processus de clonage aux fins de contrôle scientifique, pour s'assurer que Dolly était véritablement un clone et non le résultat d'un accouplement sournois.

dolly clonage

 

 

 

Le clonage humain

clonage humain

Le professeur Antinori, de l'université de Rome, le biologiste Zavos, de l'université du Kentucky, et Brigitte Boisselier, des universités de Dijon et de Houston, et bien d'autres scientifiques y travaillent depuis longtemps. Devant la condamnation unanime dont le clonage humain reproductif fait l'objet, Le docteur Antinori a indiqué mardi 7 août 2001 à Washington que son équipe pourrait devoir opérer sur un bateau situé dans les eaux internationales. C'est donc en toute illégalité que le clonage se réalise à notre insu, comme cela l'a été avec les animaux auparavant.

 

Le clonage et la loi

En France : la loi n°94-653 du 29 juillet 1994 relative au respect du corps humain pose des principes généraux concernant le respect du corps humain, l’étude des caractéristiques génétiques des personnes, la protection de l’espèce humaine et la protection de l’embryon humain.

En Europe : un effort d’harmonisation a abouti à l’adoption de la Convention pour la Protection des Droits de l’Homme et de la dignité de l’être humain à l’égard des applications de ces deux sciences : Conventions sur les Droits de l’Homme et la biomédecine, signée à Oviedo le 4 avril 1997. Le Conseil de l’Europe a adopté un protocole additionnel à cette convention qui interdit le recours au clonage. En préambule il est énoncé que l’instrumentalisation de l’être humain par la création délibérée d’être humain génétiquement identique est contraire à la dignité de l’homme et constitue un usage impropre de la biologie et de la médecine. C’est le premier texte international interdisant le recours au clonage humain et à cet égard représente un signal en direction des états membres de l’UNESCO, dans le cadre de laquelle une déclaration sur le génome humain était en cours. Le comité international de bioéthique a proposé l’élaboration d’une déclaration sur le génome humain. Federico Mayor, directeur général de l’UNESCO a proclamé son opposition absolue à la réalisation de clones humains : " l’être humain ne doit, en aucune circonstance, faire l’objet de clonage. D’ailleurs, le comité international accompagne les avancées des connaissances scientifiques d’une réflexion éthique, a affirmé que le génome humain doit être protégé en tant que patrimoine commun de l’humanité ". L’article 11 a été enrichi, et dispose à présent : " de pratiques qui seraient contraires à la dignité humaine, telles que la clonage à des fins de reproductions d’êtres humains, ne doivent pas être permises ".

 

Annonce du premier clonage humain : mythe ou réalité ?

clonage humainBrigitte Boisselier, présidente de la société Clonaid, liée à la secte des raéliens, a provoqué une avalanche de réactions sceptiques et de condamnations à travers le monde en annonçant, lors d'une conférence de presse à Hollywood, la naissance le jeudi 26 décembre à 11h55 de "Eve", premier bébé conçu selon elle par clonage.

Cette annonce a été reçue avec le plus grand doute par la communauté scientifique, suscitant également une vague de réprobation dans les grandes capitales occidentales. Le généticien français Axel Kahn a estimé qu'il s'agissait "purement et simplement de propagande". Le gynécologue italien Severino Antinori, qui avait promis la naissance d'un bébé cloné pour janvier, a dit douter de la réalité de la naissance revendiquée par les raéliens. Tout comme son ancien partenaire, l'andrologue américain Panos Zavos, lui aussi lancé dans la course au clonage humain, qui s'est dit "soupçonneux", en suspectant les raéliens de vouloir se faire de la publicité.

A la Maison Blanche, le président George W. Bush a indiqué qu'il allait presser le Congrès de voter un projet de loi interdisant le clonage humain.

Le président français Jacques Chirac a pour sa part renouvelé "sa condamnation énergique" du clonage humain reproductif et a appelé tous les Etats à "se rallier sans plus tarder" à la proposition franco-allemande visant à "la prohibition universelle" de cette pratique "criminelle".

Le mouvement des raéliens a été fondé en 1975 par un ancien journaliste français, Claude Vorilhon, qui se fait appeler "Raël". Il affirme que la vie humaine sur Terre a été établie par des extra-terrestres arrivés en soucoupes volantes il y a 25.000 ans et que les humains ont été créés par clonage. Selon lui, le clonage permettra à l'humanité d'atteindre un jour la vie éternelle en permettant de renouveler régulièrement son enveloppe corporelle.

Si la naissance d'un clone était confirmée, elle marquerait l'entrée de l'humanité dans l'ère de la reproduction asexuée. Pour la première fois en effet, un enfant ne serait plus le fruit de la combinaison génétique d'un père et d'une mère mais la reproduction à l'identique de l'un des deux parents. Si elle existe bien, "Eve" serait donc une copie génétique parfaite de sa mère: sa "jumelle" à 31 ans d'intervalle.

Mme Boisselier ne compte pas en rester là. Elle a annoncé la naissance prochaine de quatre autres bébés conçus par clonage, dont l'un la semaine prochaine d'un couple de lesbiennes dans un pays d'Europe du Nord. A suivre...

 

Le clonage et l'éthique

clonage humainLe clonage cellulaire, à l'image du bouturage chez les végétaux, est une avancée certaine de la science, la médecine... Cloner des cellules pour reconstituer des organes, c'est réellement un progrès !

Cependant le clonage d'un individu à part entière pose certains problèmes éthiques. Tout comme avec l'expérimentation animale, beaucoup voient dans le clonage leurs propres intérêts sans voir plus loin ce que cela engendre. Pouvoir soigner des cancers, des maladies rares, cela est formidable mais au prix de sacrifice de combien d'animaux ? ou de clones d'animaux ? Car si un clone est identique à son référant, il n'en est pas moins dépourvu d'humanité et de sentiments !

Nombreux sont ceux à croire que l'on prolonge notre propre vie en donnant naissance à notre clone, n'oublions pas que le clone, s'il présente des analogies morphologiques et biologiques totales, il n'en est pas moins distant. Beaucoup se préfigurent qu'ils vont renaître au monde... quelle aberration ! Si l'on considère que notre éducation, notre expérience... est constitutive de nous même, le pourcentage que notre clone nous ressemble à 100 % est relativement faible. C'est seulement un jumeaux, qui aurait potentiellement le même état de santé, le même physique... hormis peut être la ressemblance physique aucune donnée n'est vraiment fiable vu que cela est déterminé par l'environnement dans lequel on va évoluer.

 

 

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