La biotechnologie est un domaine des sciences de la vie qui utilise des organismes vivants et des systèmes biologiques pour créer des organismes modifiés ou nouveaux ou des produits utiles. Un élément majeur de la biotechnologie est le génie génétique Le concept populaire de la biotechnologie est celui d'expériences en laboratoire et d'avancées industrielles de pointe, mais la biotechnologie est beaucoup plus intégrée au quotidien de la plupart des gens vit plus qu'il n'y paraît. Les vaccins que vous recevez, la sauce soya, le fromage et le pain que vous achetez à l'épicerie, les plastiques dans votre environnement quotidien, vos vêtements en coton résistant aux rides, le nettoyage après les nouvelles d'huile les déversements et bien plus sont tous des exemples de biotechnologie. Ils "emploient tous" des microbes vivants pour créer un produit. Même un test sanguin de la maladie de Lyme, un traitement de chimiothérapie du cancer du sein ou une injection d'insuline peuvent être le résultat de la biotechnologie. TL; DR (Trop long; n'a pas lu) La biotechnologie s'appuie sur le domaine du génie génétique, qui modifie l'ADN pour altérer la fonction ou d'autres traits des organismes vivants. Les premiers exemples de cela sont sélectifs reproduction de plantes et d'animaux il y a des milliers d'années. Aujourd'hui, les scientifiques modifient ou transfèrent l'ADN d'une espèce à une autre. La biotechnologie exploite ces processus pour une grande variété d'industries, notamment la médecine, l'alimentation et l'agriculture, la fabrication et les biocarburants. La biotechnologie ne serait pas possible sans le génie génétique. En termes modernes, ce processus manipule l'information génétique des cellules en utilisant des techniques de laboratoire afin de changer les traits des organismes vivants. Les scientifiques peuvent utiliser le génie génétique afin de changer la façon dont un organisme ressemble, se comporte, fonctionne ou interagit avec des matériaux ou des stimuli spécifiques dans son environnement. Le génie génétique est possible dans toutes les cellules vivantes; cela inclut les micro-organismes tels que les bactéries et les cellules individuelles d'organismes multicellulaires, tels que les plantes et les animaux. Même le génome humain peut être modifié à l'aide de ces techniques. Parfois, les scientifiques modifient les informations génétiques d'une cellule en modifiant directement ses gènes. Dans d'autres cas, des morceaux d'ADN d'un organisme sont implantés dans les cellules d'un autre organisme. Les nouvelles cellules hybrides sont appelées transgéniques L'ingénierie génétique peut sembler une avancée technologique ultra-moderne, mais elle est utilisée depuis des décennies , dans de nombreux domaines. En fait, le génie génétique moderne a ses racines dans les anciennes pratiques humaines qui ont été définies pour la première fois par Charles Darwin comme sélection artificielle La sélection artificielle, également appelée sélection sélective Bien que la sélection artificielle ne nécessite pas de microscopie ou d'autre équipement de laboratoire avancé, elle est une forme efficace de génie génétique. Bien qu'elle ait commencé comme une technique ancienne, les humains l'utilisent encore aujourd'hui. Des exemples courants incluent: Le premier exemple connu d'humains se livrant à l'artificiel la sélection d'un organisme est la montée de Canis lupus familiaris Les scientifiques pensent qu'il est très probable que les humains n'autorisent que les loups dociles qui ne menacent pas de vivre. De cette façon, la dérivation des chiens des loups a commencé par l'auto-sélection, car les individus avec le trait qui leur permettait de tolérer la présence des humains sont devenus les compagnons domestiqués des chasseurs-cueilleurs. Finalement, les humains ont commencé à domestiquer intentionnellement puis à reproduire des générations de chiens pour les traits souhaités, en particulier la docilité. Les chiens sont devenus des compagnons fidèles et protecteurs des humains. Pendant des milliers d'années, les humains les ont sélectivement élevés pour des traits spécifiques tels que la longueur et la couleur du pelage, la taille des yeux et la longueur du museau, la taille du corps, la disposition et plus encore. Les loups sauvages d'Asie de l'Est d'il y a 32 000 ans qui se sont séparés il y a 32 000 ans, les chiens comprennent près de 350 races de chiens différentes. Ces premiers chiens sont le plus étroitement liés génétiquement aux chiens modernes appelés chiens indigènes chinois. La sélection artificielle se manifeste également d'autres manières dans les cultures humaines anciennes. Alors que les humains se dirigeaient vers les sociétés agricoles, ils ont utilisé la sélection artificielle avec un nombre croissant d'espèces végétales et animales. Ils ont domestiqué les animaux en les élevant de génération en génération, en n'accouplant que la progéniture qui présentait les caractéristiques souhaitées. Ces traits dépendaient du but de l'animal. Par exemple, les chevaux domestiques modernes sont couramment utilisés dans de nombreuses cultures comme moyen de transport et comme bête de somme, faisant partie d'un groupe d'animaux communément appelé bêtes de somme Par conséquent, les traits que les éleveurs de chevaux pourraient ont recherché la docilité et la force, ainsi que la robustesse au froid ou à la chaleur, et la capacité de se reproduire en captivité. Les sociétés anciennes utilisaient le génie génétique autrement que par sélection artificielle. Il y a 6 000 ans, les Égyptiens utilisaient la levure pour faire du pain au levain et la levure fermentée pour faire du vin et de la bière. Le génie génétique moderne se produit dans un laboratoire plutôt que par sélection sélective, car les gènes sont copiés et déplacés d'un morceau d'ADN à un autre, ou d'une cellule d'un organisme à l'ADN d'un autre organisme. Cela repose sur un cycle d'ADN appelé plasmide Les plasmides sont présents dans les cellules bactériennes et de levure, et sont séparés des chromosomes. Bien que les deux contiennent de l'ADN, les plasmides ne sont généralement pas nécessaires à la survie de la cellule. Alors que les chromosomes bactériens contiennent des milliers de gènes, les plasmides ne contiennent que autant de gènes que vous ne le pensez d'une seule main. Cela les rend beaucoup plus simples à manipuler et à analyser. La découverte dans les années 1960 des endonucléases de restriction Les paires de bases sont les nucléotides liés Contenu connexe: La définition de la biologie moléculaire Scientifiques ont découvert qu'ils étaient capables d'utiliser les enzymes de restriction pour découper des morceaux des anneaux plasmidiques. Ils ont ensuite pu introduire de l'ADN à partir d'une source différente. Une autre enzyme appelée DNA ligase Si la source d'ADN était une espèce différente, le nouveau plasmide est appelé ADN recombinant Si l'objectif est d'introduire le nouvel ADN dans la cellule d'un organisme qui n'est pas une bactérie, différentes techniques sont requis. L'un d'eux est un pistolet à gènes Deux autres techniques nécessitent d'exploiter la puissance des maladies infectieuses processus de la maladie. Une souche bactérienne appelée Agrobacterium tumefaciens Contenu connexe: Biologie cellulaire: un aperçu des cellules procaryotes et eucaryotes Les virus envahissent souvent d'autres cellules, des bactéries aux cellules humaines, et insèrent leur propre ADN. Un vecteur viral Le premier exemple de modification génétique moderne remonte à 1973 , lorsque Herbert Boyer et Stanley Cohen ont transféré un gène d'une souche de bactérie à une autre. Le gène codé pour la résistance aux antibiotiques. L'année suivante, les scientifiques ont créé la première instance d'un animal génétiquement modifié, lorsque Rudolf Jaenisch et Beatrice Mintz ont réussi à insérer de l'ADN étranger dans des embryons de souris. Les scientifiques ont commencé appliquer le génie génétique à un large éventail d'organismes, pour un nombre croissant de nouvelles technologies. Par exemple, ils ont développé des plantes résistantes aux herbicides afin que les agriculteurs puissent pulvériser des mauvaises herbes sans endommager leurs cultures. Ils ont également modifié les aliments, en particulier les légumes et les fruits, afin qu'ils grandissent beaucoup plus et durent plus longtemps que leurs produits non modifiés. cousins. Le génie génétique est le fondement de la biotechnologie, car l'industrie de la biotechnologie est, dans un sens général, un vaste domaine qui implique l'utilisation d'autres espèces vivantes pour l'homme ' Vos ancêtres d'il y a des milliers d'années qui élevaient sélectivement des chiens ou certaines cultures utilisaient la biotechnologie. Les agriculteurs et les éleveurs de chiens modernes le sont aussi, tout comme les boulangeries ou les chais. Contenu connexe: Comment contacter votre représentant au sujet du changement climatique La biotechnologie industrielle est utilisée pour les sources de combustible; c'est de là que vient le terme «biocarburants». Les micro-organismes consomment les graisses et les transforment en éthanol, qui est une source de carburant consommable. Les enzymes sont utilisées pour produire des produits chimiques avec moins de déchets et de coût que les méthodes traditionnelles, ou pour nettoyer les processus de fabrication en décomposant les sous-produits chimiques . Des traitements par cellules souches aux tests sanguins améliorés en passant par divers produits pharmaceutiques, le visage des soins de santé a été modifié par la biotechnologie. Les sociétés de biotechnologie médicale utilisent des microbes pour créer de nouveaux médicaments, tels que des anticorps monoclonaux Une importante le progrès médical a été le développement d'un processus de création d'insuline synthétique à l'aide du génie génétique et des microbes. L'ADN de l'insuline humaine est inséré dans des bactéries, qui se répliquent et se développent et produisent l'insuline, jusqu'à ce que l'insuline puisse être collectée et purifiée. En 1991, Ingo Potrykus a utilisé la recherche en biotechnologie agricole pour développer une sorte de riz enrichi en bêta-carotène, que le corps convertit en vitamine A, et est idéal pour être cultivé dans les pays asiatiques, où la cécité infantile due à une carence en vitamine A est un problème particulier. La mauvaise communication entre la communauté scientifique et le public ont suscité une grande controverse sur les organismes génétiquement modifiés, ou OGM. La crainte et le tollé suscités par un produit alimentaire génétiquement modifié tel que le riz doré, comme on l'appelle, qu'en dépit du fait que les plantes soient prêtes à être distribuées aux agriculteurs asiatiques en 1999, cette distribution n'a pas encore eu lieu.
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Le génie génétique pour changer un organisme
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La sélection artificielle a été la première ingénierie génétique
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, est une méthode pour choisir délibérément des couples d'accouplement pour des plantes, des animaux ou d'autres organismes sur la base des caractères souhaités. La raison pour cela est de créer une progéniture avec ces traits et de répéter le processus avec les générations futures pour renforcer progressivement les traits dans la population.
< li> Animaux reproducteurs, tels que des rongeurs ou des primates, avec des caractéristiques spécifiques souhaitées comme la sensibilité aux maladies pour les études de recherche.
Le premier organisme génétiquement modifié
, ou comme on l'appelle plus communément, le chien. Il y a environ 32 000 ans, les humains d'une région de l'Asie de l'Est qui est aujourd'hui la Chine vivaient en groupes de chasseurs-cueilleurs. Les loups sauvages ont suivi les groupes humains et ont récupéré les carcasses laissées par les chasseurs.
Autres formes anciennes de génie génétique
Génie génétique moderne
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, également appelées enzymes de restriction
, a conduit à une percée dans l'édition de gènes . Ces enzymes coupent l'ADN à des endroits spécifiques de la chaîne des paires de bases
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qui forment le brin d'ADN. Selon les espèces de bactéries, l'enzyme de restriction sera spécialisée pour reconnaître et couper différentes séquences de paires de bases.
attache l'ADN étranger au plasmide d'origine dans l'espace vide laissé par la séquence d'ADN manquante. Le résultat final de ce processus est un plasmide avec un segment de gène étranger, qui est appelé un vecteur
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, ou chimère
. Une fois le plasmide réintroduit dans la cellule bactérienne, les nouveaux gènes sont exprimés comme si la bactérie avait toujours possédé cette constitution génétique. Au fur et à mesure que la bactérie se réplique et se multiplie, le gène sera également copié.
Combinaison d'ADN de deux espèces
, qui projette de très petites particules d'éléments de métaux lourds recouverts d'ADN recombinant dans les tissus végétaux ou animaux.
infecte les plantes, provoquant la croissance de tumeurs dans la plante. Les scientifiques retirent les gènes pathogènes du plasmide responsable des tumeurs, appelé Ti
, ou plasmide inducteur de tumeur. Ils remplacent ces gènes par les gènes qu'ils souhaitent transférer dans la plante afin que la plante soit «infectée» par l'ADN souhaitable.
est utilisé par les scientifiques pour transférer l'ADN dans une cellule végétale ou animale. Les gènes responsables de la maladie sont supprimés et remplacés par les gènes souhaités, qui peuvent inclure des gènes marqueurs pour signaler que le transfert s'est produit.
Histoire moderne du génie génétique
Le lien entre le génie génétique et la biotechnologie
Biotechnologie industrielle et carburants
Biotechnologie médicale et sociétés pharmaceutiques
(ces médicaments sont utilisés pour traiter diverses affections, dont le cancer), des antibiotiques, des vaccins et des hormones.
Biotechnologie et jeu de dents
