L'ADN recombinant est une séquence d'ADN artificiellement créée en laboratoire. L'ADN est la matrice que les cellules utilisent pour produire les protéines qui constituent les organismes vivants, et la disposition des bases azotées le long d'un brin d'ADN détermine quelles protéines sont formées. En isolant des fragments d'ADN et en les recombinant avec d'autres séquences, les chercheurs sont capables de cloner l'ADN dans des bactéries ou d'autres cellules hôtes et de produire des protéines utiles, telles que l'insuline. Le clonage permet une étude beaucoup plus facile de séquences d'ADN particulières, car il produit une grande quantité d'ADN qui peut ensuite être modifié et analysé.
Méthodes de construction de l'ADN recombinant
La transformation est un processus par lequel un segment d'ADN est inséré dans un plasmide - un petit cercle d'ADN auto-répliquant. L'ADN est coupé en utilisant des enzymes de restriction. Ces enzymes sont produites dans des cellules bactériennes en tant que mécanisme défensif, et ils ciblent des sites particuliers sur une molécule d'ADN et les séparent. Les enzymes de restriction sont particulièrement utiles car elles créent des "extrémités collantes" sur les segments d'ADN. Comme le Velcro, ces extrémités collantes permettent à l'ADN de se lier facilement à des segments complémentaires.
Le gène d'intérêt et les plasmides sont tous deux exposés à la même enzyme de restriction. Cela crée de nombreuses molécules différentes. Certains sont des plasmides contenant le gène d'intérêt, certains sont des plasmides contenant d'autres gènes, certains sont deux plasmides ensemble. Les plasmides sont ensuite réintroduits dans des cellules bactériennes, où ils se répliquent, et la molécule d'ADN recombinant recherchée est identifiée par différents types d'analyse. Par exemple, si le plasmide est coupé à un gène particulier, les scientifiques peuvent rechercher des cellules qui n'expriment pas ce gène et identifient ainsi une recombinaison réussie.
La transformation non bactérienne est essentiellement le même processus mais utilise des bactéries non bactériennes. cellules en tant qu'hôtes. L'ADN peut être injecté directement dans le noyau d'une cellule hôte. Les chercheurs peuvent aussi barrer une cellule avec des particules de métal microscopiques qui ont été recouvertes d'ADN.
La transfection est très similaire à la transformation, mais les phages sont utilisés à la place des plasmides. Un phage est un virus qui infecte les bactéries. Les deux phages et les plasmides sont idéaux pour ce processus puisqu'ils se répliqueront rapidement dans une cellule bactérienne.
Clonage et utilisation de séquences d'ADN recombinant
Une fois que les chercheurs ont identifié les cellules bactériennes particulières contenant la séquence recombinante, ils peuvent cultiver ces cellules dans une culture et générer de grandes quantités du gène. Il est difficile d'obtenir des cellules bactériennes pour générer réellement une protéine à partir d'une cellule hôte humaine ou animale, mais il existe des moyens de modifier l'expression des gènes pour faciliter cette production. Si les cellules nucléées sont utilisées comme cellules hôtes (comme dans la transformation non bactérienne), les cellules auront moins de problèmes à exprimer le gène recombinant.
Une fois les gènes clonés en grand nombre, ils peuvent être stockés dans des banques d'ADN, séquencé et étudié. La technologie de l'ADN recombinant a permis de nombreuses découvertes importantes en médecine légale, l'étude des maladies génétiques, l'agriculture et les produits pharmaceutiques.
