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Master 1 – Chimie et Materiaux 2013/2014

Manipulation des
gènes
Utilisation de l’ingénierie génétique pour la
production des organismes génétiquement modifiés

De Alvarenga Roberto
Belletti Giuseppe
Guo Jinzi
Ètapes:

• Faits historiques importants;
• Diversité génétique des microorganismes;
• Processus de manipulation génétique;
• Examples;
• Potentiel futur.


Debut du XX siècle = redécouverte des travaux de Mendel. Hérédité est due à la
transmission des gènes.



Années 1950 = découverte de la nature chimique des gènes et de la structure
moléculaire de l’ADN.



1965 = découverte des enzymes de restriction par Arber, Nathans et Smith, confirmée
en 1973.



1973 = premières organismes génétiquement modifiés produits: bactéries.



1974 = premières souris génétiquement modifiés.



1978 = première production d’insuline, approuvée en 1982.



Depuis les années 80 jusqu’à aujourd’hui = divers études et applications de la génie
génétique

dans

des

divers

biotechnologique, medécine.

domaines:

recherche,

agriculture,

industrie
Processus de Manipulation génétique
• Identification du gène d’intérêt;
• Coupure moleculaire de la séquence d’ADN du gène par les enzymes
de restriction.
• Construction du transgène. Réalisation d’une séquence nucléotidique:
1. gène promoteur 2. séquence codant la protéine d’intérêt
3. terminateur de transcription;
• Insertion du transgène dans un vecteur (habituellement dans les
plasmides, segments cycliques d’ADN);

• Introduction du plasmide dans la cellule-hôte et multiplication
cellulaire;
• Sélection des cellules transformées et régénération de l’organisme
ainsi modifié.
Processus de “gène-insertion” dans une cellule-hôte.
On

peut

trouver

beaucoup

d’examples

concernant

génétiquement modifiés, surtout pour les plantes:

On peut citer:
• Riz Doré

• Coton Bt
• Tomate FLAVR SAVR
• Maïs Bt et MON 863
• Pommes de terre transgéniques: Amflora et Fortuna.

les

organismes
Riz Doré

• Example positif de l’application de la biotechnologie;
• Carence alimentaire connue de Vitamine A dans la société humaine (de un à
deux millions de morts par année), qui a motivée une recherche pour une
solution à ce problème;
• Vitamine A produite dans le corp humain à partir de β-carotène (molecule
présente en grande quantité par example dans les carottes);
• Application sur le riz, à cause de sa grande consommation dans le zones le
plus affectées.
Processus:

• Identification des gènes responsable pour obtenir les enzymes qui
vont transformer une molecule appelée geranylgeranyl-PP en βcarotène;
• Differentes origines des ces types des gènes: végétale (Narcissus
Pseudonarcissus) et bactérienne (Erwinia Uredovora);
• Quantité enrichie de β-carotène dans le riz;
Coton Bt et autres
• Mauvais example de l’application de la biotechnologie;
• Pas un problème sociale directe, seulement une intention d’augmentation
de la productivité pour maximiser le profit;
• Justification: augmentation de la résistance des plantes aux insectes,

réduite utilisation des pesticides et agrotoxiques et de ses consequences.
Conséquences:
• Application premature de ces produits, parfois illégalement, avant d’une
approvation de tous les organismes;
• Possibilité des risques dans l’environnement;
• Mauvaise qualité du produit, aperçue avec le temps;
• Coûtes de production èlévés à cause du monopole des graines et des
respectives produits;
• Vulnerabilité economique des agriculteurs;
• Graves conséquences sociales.
On a vu donc deux différents types d’application de la biotechnologie, avec
des fins très différents. On doit donc être conscients sur l’application et la
production et surtout utiliser tout le temps necessaire pour bien
comprendre tous les changements qui peuvent avoir lieu.
Tomate FLAVR SAVR
Tomate obtenu par l’ajout d’un transgène qui interfèrait avec la
production de l’enzyme polygalacturonase (qui dégrade la pectine et
donc le tomate).
Avantages:
• Plus resistante à la décomposition;
• Durée de vie prolongée;
• Récolte à complète maturité.
Désavantages:
• Seulement la moitié de ces tomates avaient la taille suffisante pour
être vendues  augmentation du prix dans le marché.

Non plus en commerce depuis 1995, après seulement deux ans dans les
marchés.
Maïs Bt et MON 863
Variétés des maïs obtenu par l’ajout du gène avec une resistance aux
principaux insectes nuisibles du maïs.
Avantages:
• Totalité

des

plantes

est

protegée;

• Impact sur l’environnement
est réduit: moins CO2 car pas
de passage d’engin.
Désavantages:

• Effet negatif sur la faune des
rivières;
• Développement des insectes avec une résistance a ces toxines;
• Possibles risques sanitaires aussi sur l’homme.
Pommes de terre transgéniques.
Amflora et Fortuna
AMFLORA
Variété de pomme de terre transgénique créée par la société BASF Plant
Science, constituée presque exclusivement d’amylopectine.
• L’amylopectine est très utilisée pour l’industrie du papier, textile et des

adhésifs;
• Pomme de terre pas déstinée à l’alimentation;
• La production d’amylose dans l’amidon de cette pomme de terre
(commandée par une enzyme appelée GBSS) a été inhibée par

l’introduction dans le génome d’une copie inversée du gène responsable
de cette production.
• Pas des risques pour l’environnement.
FORTUNA
Variété de pomme de terre
génétiquement modifiée créée par la
société BASF Plant Science, déstinée à
la production des pommes frites

en Europe.
• Haute résistance au Phytophthora Infestans, agent pathogène du
mildiou de la pomme de terre, avec l’introcution de deux gènes
provenant d’une espèce de pomme de terre de l’Amerique du Sud.

• Pomme de terre déstinée à l’alimentation;
• Réduction des coûts d’utilisation des produits chimiques pour
combattre tous les parasites des pommes de terre;
• Pas des risques pour l’alimentation et pour la santé humaine.
Tous les OGM, quelle que soit leur destination, sont source de grandes
divergences d’opinion, qui conduisent à une absence de consensus au
sein des opinions publiques nationales.

On est donc encore dans une phase d’étude, qui pourrait toutefois
conduire à des grandes améliorations dans le cas où il viendrait à une

situation de consensus général.

C’est aussi vrai par contre que pas tous les OGM sont produits en
conformité avec les critères sociales, et donc c’est vraiment difficile de

trouver una solution à cette question.

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  • 1. Master 1 – Chimie et Materiaux 2013/2014 Manipulation des gènes Utilisation de l’ingénierie génétique pour la production des organismes génétiquement modifiés De Alvarenga Roberto Belletti Giuseppe Guo Jinzi
  • 2. Ètapes: • Faits historiques importants; • Diversité génétique des microorganismes; • Processus de manipulation génétique; • Examples; • Potentiel futur.
  • 3.  Debut du XX siècle = redécouverte des travaux de Mendel. Hérédité est due à la transmission des gènes.  Années 1950 = découverte de la nature chimique des gènes et de la structure moléculaire de l’ADN.  1965 = découverte des enzymes de restriction par Arber, Nathans et Smith, confirmée en 1973.  1973 = premières organismes génétiquement modifiés produits: bactéries.  1974 = premières souris génétiquement modifiés.  1978 = première production d’insuline, approuvée en 1982.  Depuis les années 80 jusqu’à aujourd’hui = divers études et applications de la génie génétique dans des divers biotechnologique, medécine. domaines: recherche, agriculture, industrie
  • 4. Processus de Manipulation génétique • Identification du gène d’intérêt; • Coupure moleculaire de la séquence d’ADN du gène par les enzymes de restriction. • Construction du transgène. Réalisation d’une séquence nucléotidique: 1. gène promoteur 2. séquence codant la protéine d’intérêt 3. terminateur de transcription; • Insertion du transgène dans un vecteur (habituellement dans les plasmides, segments cycliques d’ADN); • Introduction du plasmide dans la cellule-hôte et multiplication cellulaire; • Sélection des cellules transformées et régénération de l’organisme ainsi modifié.
  • 5. Processus de “gène-insertion” dans une cellule-hôte.
  • 6. On peut trouver beaucoup d’examples concernant génétiquement modifiés, surtout pour les plantes: On peut citer: • Riz Doré • Coton Bt • Tomate FLAVR SAVR • Maïs Bt et MON 863 • Pommes de terre transgéniques: Amflora et Fortuna. les organismes
  • 7. Riz Doré • Example positif de l’application de la biotechnologie; • Carence alimentaire connue de Vitamine A dans la société humaine (de un à deux millions de morts par année), qui a motivée une recherche pour une solution à ce problème; • Vitamine A produite dans le corp humain à partir de β-carotène (molecule présente en grande quantité par example dans les carottes); • Application sur le riz, à cause de sa grande consommation dans le zones le plus affectées.
  • 8. Processus: • Identification des gènes responsable pour obtenir les enzymes qui vont transformer une molecule appelée geranylgeranyl-PP en βcarotène; • Differentes origines des ces types des gènes: végétale (Narcissus Pseudonarcissus) et bactérienne (Erwinia Uredovora); • Quantité enrichie de β-carotène dans le riz;
  • 9. Coton Bt et autres • Mauvais example de l’application de la biotechnologie; • Pas un problème sociale directe, seulement une intention d’augmentation de la productivité pour maximiser le profit; • Justification: augmentation de la résistance des plantes aux insectes, réduite utilisation des pesticides et agrotoxiques et de ses consequences.
  • 10. Conséquences: • Application premature de ces produits, parfois illégalement, avant d’une approvation de tous les organismes; • Possibilité des risques dans l’environnement; • Mauvaise qualité du produit, aperçue avec le temps; • Coûtes de production èlévés à cause du monopole des graines et des respectives produits; • Vulnerabilité economique des agriculteurs; • Graves conséquences sociales. On a vu donc deux différents types d’application de la biotechnologie, avec des fins très différents. On doit donc être conscients sur l’application et la production et surtout utiliser tout le temps necessaire pour bien comprendre tous les changements qui peuvent avoir lieu.
  • 11. Tomate FLAVR SAVR Tomate obtenu par l’ajout d’un transgène qui interfèrait avec la production de l’enzyme polygalacturonase (qui dégrade la pectine et donc le tomate). Avantages: • Plus resistante à la décomposition; • Durée de vie prolongée; • Récolte à complète maturité. Désavantages: • Seulement la moitié de ces tomates avaient la taille suffisante pour être vendues  augmentation du prix dans le marché. Non plus en commerce depuis 1995, après seulement deux ans dans les marchés.
  • 12. Maïs Bt et MON 863 Variétés des maïs obtenu par l’ajout du gène avec une resistance aux principaux insectes nuisibles du maïs. Avantages: • Totalité des plantes est protegée; • Impact sur l’environnement est réduit: moins CO2 car pas de passage d’engin. Désavantages: • Effet negatif sur la faune des rivières; • Développement des insectes avec une résistance a ces toxines; • Possibles risques sanitaires aussi sur l’homme.
  • 13. Pommes de terre transgéniques. Amflora et Fortuna AMFLORA Variété de pomme de terre transgénique créée par la société BASF Plant Science, constituée presque exclusivement d’amylopectine. • L’amylopectine est très utilisée pour l’industrie du papier, textile et des adhésifs; • Pomme de terre pas déstinée à l’alimentation; • La production d’amylose dans l’amidon de cette pomme de terre (commandée par une enzyme appelée GBSS) a été inhibée par l’introduction dans le génome d’une copie inversée du gène responsable de cette production. • Pas des risques pour l’environnement.
  • 14. FORTUNA Variété de pomme de terre génétiquement modifiée créée par la société BASF Plant Science, déstinée à la production des pommes frites en Europe. • Haute résistance au Phytophthora Infestans, agent pathogène du mildiou de la pomme de terre, avec l’introcution de deux gènes provenant d’une espèce de pomme de terre de l’Amerique du Sud. • Pomme de terre déstinée à l’alimentation; • Réduction des coûts d’utilisation des produits chimiques pour combattre tous les parasites des pommes de terre; • Pas des risques pour l’alimentation et pour la santé humaine.
  • 15. Tous les OGM, quelle que soit leur destination, sont source de grandes divergences d’opinion, qui conduisent à une absence de consensus au sein des opinions publiques nationales. On est donc encore dans une phase d’étude, qui pourrait toutefois conduire à des grandes améliorations dans le cas où il viendrait à une situation de consensus général. C’est aussi vrai par contre que pas tous les OGM sont produits en conformité avec les critères sociales, et donc c’est vraiment difficile de trouver una solution à cette question.