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En effet, la limite entre le vivant et le non vivant n'est pas aussi évidente que ce que l'on pourrait croire. Pour être considéré comme un organisme vivant, il faut répondre à certains critères définis par les biologistes eux-mêmes. Les virus se trouvent justement à la frontière entre ces deux mondes. On parle dans ce cas de particules ou entités biologiques. Les virus sont très petits, de l'ordre du nanomètre 1 millionième de millimètre , mais extrêmement nombreux.

On estime en effet à 10 31 le nombre de virus présents sur Terre! Alors, quelles sont les différences entre une cellule, une bactérie et un virus? Une bactérie est une cellule, sans noyau et de taille de l'ordre du micromètre 1 millième de millimètre. Les cellules eucaryotes sont en général plus grosses et possèdent un noyau.

Les virus ne sont pas des cellules et sont considérés par la majorité des chercheurs comme non-vivants.

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Est-ce que le groupe sanguin d'un individu peut-il changer? Si oui, énumérez les différents cas? Les cancers intestinaux découlent -ils simplement d'une mauvaise alimentation ou un dérangement hormonal ou d'autres facteurs peuvent aussi les causer? Bonjour je m'appelle Killian, j'ai 18 ans et je souhaite devenir professeur pour faire prendre conscience aux plus jeunes de leur importance dans notre future société.

ADN, chromosomes, gènes : notions-clés

Les faire se pencher sur les mystères de l'univers, leur montrer vers quelles voies s'orienter si ils veulent poursuivre les recherches. Je ne vais pas aller dans les détails mais une question me taraude depuis un moment déjà. Je voulais savoir pourquoi les cellules se divisent, un procédé simple qui a donné le principe de l'évolution tel qu'on le connaît aujourd'hui. La réponse que je cherche n'est pas "pour qu'elle puisse muter et évoluer" mais bien sur quel instinct elles le font.

On trouve parmi eux notamment les transposons et les rétrotransposons , ces derniers agissant, contrairement aux premiers, à travers un ARN intermédiaire redonnant une séquence d'ADN sous l'action d'une transcriptase inverse. Ce sont par conséquent des éléments importants du fonctionnement et de l'évolution du génome des organismes [ ]. Les introns dits du groupe I et du groupe II sont d'autres éléments génétiques mobiles.

Ce sont des ribozymes , c'est-à-dire de séquences d'ARN douées de propriétés catalytiques comme les enzymes , susceptibles d'autocatalyser leur propre épissage.

Ceux du groupe I ont besoin de nucléotides à guanine pour fonctionner, contrairement à ceux du groupe II. Les introns du groupe I, par exemple, se retrouvent sporadiquement chez les bactéries , plus significativement chez les eucaryotes simples, et chez un très grand nombre de plantes supérieures. On les trouve enfin au sein de gènes d'un grand nombre de bactériophages de bactéries à Gram positif [ ] , mais de seulement quelques phages de bactéries à Gram négatif — par exemple le phage T4 [ ] , [ ] , [ ] , [ ].

L'information génétique d'une cellule peut évoluer sous l'effet de l'incorporation de matériel génétique exogène absorbé à travers la membrane plasmique. On parle de transfert horizontal de gènes , par opposition au transfert vertical découlant la reproduction des êtres vivants. Il s'agit d'un important facteur d' évolution chez de nombreux organismes [ ] , notamment chez les unicellulaires.

4. Le cycle cellulaire

Ce processus fait souvent intervenir des bactériophages ou des plasmides [ ] , [ ]. Les bactéries en état de compétence sont susceptibles d'absorber directement une molécule d'ADN extérieure et de l'incorporer dans leur propre génome , processus appelé transformation génétique. Elles peuvent également obtenir cet ADN sous forme de plasmide d'une autre bactérie à travers le processus de conjugaison bactérienne.

Enfin, elles peuvent recevoir cet ADN par l'intermédiaire d'un bactériophage un virus par transduction. Les eucaryotes peuvent également recevoir du matériel génétique exogène, à travers un processus appelé transfection. L'ADN recèle toute l'information génétique permettant aux êtres vivants de vivre, de croître et de se reproduire. Une théorie propose que ce soit un autre acide nucléique , l' ARN , qui ait été le support de l'information génétique des premières formes de vies apparues sur notre planète [ ] , [ ].

L'ARN aurait joué le rôle central dans une première forme de métabolisme cellulaire dans la mesure où il est susceptible à la fois de véhiculer de l'information génétique et de catalyser des réactions chimiques en formant des ribozymes [ ]. Ce monde à ARN , dans lequel l'ARN aurait servi à la fois de support de l' hérédité et d' enzymes , aurait influencé l'évolution du code génétique à quatre bases nucléiques , lequel offre un compromis entre la précision du codage de l'information génétique favorisée par un nombre restreint de bases d'une part et l'efficacité catalytique des enzymes favorisée par un plus grand nombre de monomères d'autre part [ ].

Il n'existe cependant aucune preuve directe de l'existence passée de systèmes métaboliques et génétiques différents de ceux que nous connaissons aujourd'hui dans la mesure où il demeure impossible d'extraire du matériel génétique de la plupart des fossiles. L'ADN ne persiste en effet plus d'un million d'années avant d'être dégradé en fragments courts. Certains constituants de l'ADN — l' adénine , la guanine et des composés organiques apparentés — peuvent avoir été formés dans l' espace [ ] , [ ] , [ ]. Des constituants de l'ADN et de l' ARN tels que l' uracile , la cytosine et la thymine , ont également été obtenus en laboratoire dans des conditions reproduisant celles rencontrées dans le milieu interplanétaire et interstellaire à partir de composés plus simples tels que la pyrimidine , retrouvée dans des météorites.

La pyrimidine, tout comme certains hydrocarbures aromatiques polycycliques HAP — les composés les plus riches en carbone détectés dans l'univers — pourraient se former dans les étoiles géantes rouges ou dans les nuages interstellaires [ ]. Des méthodes ont été développées permettant de purifier l'ADN des êtres vivants, telles que l' extraction au phénol-chloroforme , et le manipuler en laboratoire, telles que les enzymes de restriction et la PCR.

De tels ADN peuvent transformer des organismes sous forme de plasmides ou à l'aide d'un vecteur viral [ ]. Les organismes génétiquement modifiés OGM résultants peuvent être utilisés pour produire par exemple des protéines recombinantes, utilisées dans la recherche médicale [ ] , ou dans l' agriculture [ ] , [ ]. L'ADN extrait de sang , de sperme , de salive , d'un fragment de peau ou d'un poil prélevé sur une scène de crime peut être utilisé en médecine légale pour déterminer l' empreinte génétique d'un suspect.

À cette fin, la séquence de segments d'ADN tels que des séquences microsatellites ou des minisatellites est comparée entre différents individus. Cette méthode est généralement d'une très grande fiabilité pour identifier l'ADN correspondant à celui d'un individu suspect [ ]. L'identification peut cependant être rendue plus complexe si la scène de crime est contaminée par l'ADN de plusieurs personnes [ ]. L'identification par empreinte génétique a été développée en par le généticien britannique Sir Alec Jeffreys [ ] et a été utilisée pour la première fois en pour confondre un violeur et tueur en série [ ].

Dans la mesure où l'ADN accumule des mutations au cours du temps qui sont transmises par hérédité , il recèle des informations historiques qui, lorsqu'elles sont analysées par des généticiens en comparant des séquences issues d'organismes aux histoires différentes, permettent de retracer l'histoire de l' évolution de ces organismes, c'est-à-dire leur phylogenèse [ ]. Cette discipline, mettant la génétique au service de la paléobiologie , offre un puissant outil d'investigation en biologie de l'évolution.

En comparant des séquences d'ADN issues d'une même espèce , les généticiens des populations peuvent étudier l'histoire de populations particulières d'êtres vivants, un domaine allant de la génétique écologique jusqu'à l' anthropologie. Ainsi, l'étude de l' ADN mitochondrial au sein des populations humaines est utilisée pour retracer les migrations d' Homo sapiens. L' haplogroupe X a par exemple été étudié en paléodémographie afin d'évaluer la parenté éventuelle des Paléoaméricains avec les populations européennes du Paléolithique supérieur [ ].

Carte des migrations humaines déduite d'études phylogénétiques du génome mitochondrial humain [ ]. La bio-informatique fait intervenir la manipulation, la recherche et l' exploration de données biologiques, ce qui comprend les séquences d'ADN. Le développement de techniques de stockage et de recherche de séquences d'ADN ont conduit à des avancées informatiques largement utilisées par ailleurs, notamment en ce qui concerne les algorithmes de recherche de sous-chaînes , l' apprentissage automatique et la théorie des bases de données [ ].

Les algorithmes de recherche de chaînes de caractères , qui permettent de trouver une suite de lettres incluse dans une suite de lettres plus longue, ont été développés pour rechercher des séquences spécifiques de nucléotides [ ].

La séquence d'ADN peut être alignée avec d'autres séquences d'ADN afin d'identifier des séquences homologues et situer les mutations spécifiques qui les distinguent. Ces techniques, notamment l' alignement de séquences multiples, sont utilisées afin d'étudier les relations phylogénétiques et les fonctions des protéines [ ].

Les répertoires de données représentant la séquence complète d'un génome, tels que ceux produits par le Projet génome humain , atteignent une taille telle qu'ils sont difficiles à utiliser sans les annotations qui identifient l'emplacement des gènes et des éléments de régulation sur chaque chromosome. Les régions des séquences d'ADN qui possèdent les motifs caractéristiques associés aux gènes codant des protéines ou des ARN fonctionnels peuvent être identifiés par des algorithmes de prédiction de gènes , qui permettent aux chercheurs de prédire la présence de produits géniques particuliers et leur fonction possible au sein d'un organisme avant même qu'ils soient isolés expérimentalement [ ].

Des génomes entiers peuvent également être comparés, ce qui peut mettre en évidence l'histoire de l'évolution d'organismes particuliers et permettre d'étudier des événements complexes de cette évolution. De ce point de vue, l'ADN est utilisé comme matériau structurel plutôt que comme porteur d'une information biologique. Ceci a conduit à la création de réseaux périodiques bidimensionnels, qu'ils soient assemblés par briques ou par le procédé de l' origami d'ADN , ou tridimensionnels ayant une forme polyédrique [ ].

On a également réalisé des nanomachines en ADN et des constructions par auto-assemblage algorithmique [ ].

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De telles structures en ADN ont pu être utilisées pour organiser l'arrangement d'autres molécules telles que des nanoparticules d'or et des molécules de streptavidine [ ] , une protéine qui forme des complexes très résistants avec la biotine. Les recherches en électronique moléculaire fondée sur l'ADN ont conduit la société Microsoft a développer un langage de programmation appelé DNA Strand Displacement [ ] DSD utilisé dans certaines réalisations de composants nanoélectroniques moléculaires à base d'ADN [ ] , [ ].

L'ADN étant utilisé par les êtres vivants pour stocker leur information génétique , certaines équipes de recherche l'étudient également comme support destiné au stockage d'informations numériques au même titre qu'une mémoire informatique. Les acides nucléiques présenteraient en effet l'avantage d'une densité de stockage de l'information considérablement supérieure à celle des médias traditionnels — théoriquement plus d'une dizaine d'ordres de grandeur — avec une durée de vie également très supérieure.

De son côté, une équipe suisse a publié en février une étude démontrant la robustesse de l'ADN encapsulé dans de la silice comme support durable de l'information [ ]. Par ailleurs, d'autres équipes travaillent sur la possibilité de stocker des informations directement dans des cellules vivantes, afin par exemple d'encoder des compteurs sur l'ADN d'une cellule pour en déterminer le nombre de divisions ou de différenciations , ce qui pourrait trouver des applications dans les recherches sur le cancer et sur le vieillissement [ ].

L'ADN a été isolé pour la première fois en par le biologiste suisse Friedrich Miescher sous la forme d'une substance riche en phosphore dans le pus de bandages chirurgicaux usagés. Comme cette substance se trouvait dans le noyau des cellules , Miescher l'appela nucléine [ ] , [ ].

En , le biologiste américain Phoebus Levene identifia les constituants des nucléotides , c'est-à-dire la présence d'une base , d'un ose et d'un groupe phosphate [ ]. Il suggéra que l'ADN consistait en une chaîne de nucléotides unis les uns aux autres par leurs groupes phosphate. Il pensait que les chaînes étaient courtes et que les bases s'y succédaient de façon répétée selon un ordre fixe. En , le physicien et biologiste moléculaire britannique William Astbury réalisa le premier diagramme de diffraction de l'ADN par cristallographie aux rayons X , montrant que l'ADN possède une structure ordonnée [ ].

Il considérait cependant que c'étaient des protéines qui portaient l'information génétique [ ]. En , le bactériologiste anglais Frederick Griffith réalisa une expérience célèbre qui porte dorénavant son nom et par laquelle il démontra que des bactéries vivantes non virulentes mises en contact avec des bactéries virulentes tuées par la chaleur pouvaient être transformées en bactéries virulentes [ ] , [ ].

Cette expérience ouvrit la voie à l'identification en de l'ADN comme vecteur de l' information génétique à travers l' expérience d'Avery, MacLeod et McCarty [ ]. Le biochimiste belge Jean Brachet démontra en que l'ADN est un constituant des chromosomes [ ] , et le rôle de l'ADN dans l'hérédité fut confirmé en par les expériences de Hershey et Chase qui démontrèrent que le matériel génétique du phage T2 est constitué d'ADN [ ].

La première structure en double hélice antiparallèle aujourd'hui reconnue comme modèle correct de l'ADN a été publiée en par le biochimiste américain James Watson et le biologiste britannique Francis Crick dans un article devenu classique de la revue Nature [ 1 ]. Ils avaient élaboré leur modèle en double hélice à partir d'un diagramme de diffraction de rayons X le cliché 51 [ ] réalisé en mai par les scientifiques britanniques Rosalind Franklin et Raymond Gosling ainsi que d'une correspondance privée avec le biochimiste autrichien Erwin Chargaff au cours des années précédentes.

Ce dernier avait en effet formulé les règles de Chargaff selon lesquelles, au sein d'une molécule d'ADN, le taux de chacune des bases puriques est sensiblement égal au taux de l'une des deux bases pyrimidiques , plus précisément que le taux de guanine est égal à celui de cytosine et que le taux d' adénine est égal à celui de thymine [ ] , [ ] , ce qui suggéra l'idée d'un appariement de l'adénine avec la thymine et de la guanine avec la cytosine.

Les résultats expérimentaux appuyant le modèle de Crick et Watson furent publiés dans une série de cinq articles du même numéro de Nature [ ]. Parmi ceux-ci se trouve la première publication des données de diffraction des rayons X obtenues par Franklin et Gosling ainsi que la méthode d'analyse originale sur laquelle reposait en partie le modèle de Crick et Watson [ ] , [ ]. Ce numéro comprenait également un article du britannique Maurice Wilkins et de deux de ses collègues portant sur la diffraction de rayons X par de l' ADN B in vivo , ce qui appuyait l'existence de la structure en double hélice dans les cellules vivantes et pas seulement in vitro.

Rosalind Franklin mourut en d'un cancer vraisemblablement provoqué par son exposition régulière aux rayons X et ne reçut donc pas le prix Nobel de physiologie ou médecine décerné en à Watson, Crick et Wilkins [ ]. Le fait qu'elle n'ait pas été associée à ce prix Nobel continue de faire débat [ ].