Fiche explicative de la leçon: Génétique et santé Sciences • Troisième préparatoire

Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre comment décrire des exemples de génie génétique qui ont amélioré la santé humaine, y compris la production du riz doré et le projet du génome humain.

Lorsque vous dites que vous êtes parent avec quelqu’un, vous voulez généralement dire que vous avez un lien génétique. Qu’en est-il d’un inconnu dans la même ville que vous, ou de quelqu’un à l’autre bout du monde ? Pensez-vous avoir des points communs avec eux ? Vous pourriez être étonné d’apprendre que tous les humains partagent environ de leur ADN ! 

Cela a été découvert grâce au projet génome humain.

Rappelez-vous que le matériel génétique, ou ADN, est situé dans le noyau de la cellule animale. L’ADN est organisé en chromosomes. Au sein des chromosomes, il y a des gènes qui contiennent des instructions spécifiques pour certaines caractéristiques comme la couleur des yeux ou la taille. Ceci est illustré en figure 1.

Exemple 1: Rappel de la définition d’un gène

Quel est le nom donné à un segment d’ADN qui contient les informations nécessaires pour donner un trait particulier (par exemple, la couleur des yeux) ? 

1. trait
2. chromosome
3. génotype
4. gène
5. ADN

Réponse

L’ADN est le matériel génétique de la cellule. Il est situé dans le noyau d’une cellule et organisé en chromosomes. Chez les humains il y a 46 chromosomes, au total cela représente environ 6 milliards de paires de bases ADN.

Des gènes tout le long de cette séquence d’ADN contiennent les instructions spécifiques à certains caractères. Par exemple, il y a dans notre ADN des gènes spécifiques qui contrôlent la couleur des yeux ou la taille. Le génotype est l’ensemble des gènes qu’un organisme possède qui donnent des caractères particuliers.

Certains de ces termes sont représentés sur l’image ci-dessous.

Par conséquent, le nom qui est donné à un segment d’ADN contenant les informations nécessaires pour donner un trait particulier est gène.

Chez l’Homme, il y a 46 chromosomes, contenant environ 6 milliards de paires de bases en tout. Dans ces 6 milliards de paires de bases, il y a environ 20‎ ‎000 gènes. Le matériel génétique total d’un organisme - la séquence de chaque paire de bases d’ADN du début à la fin - est appelé le génome.

Le séquençage du génome humain était un projet international de grande envergure qui a pris plus de dix ans et coûté 2,7 $ milliards de dollars. Il a été achevé, pour l’essentiel, en 2003. Les objectifs de ce projet étaient de séquencer avec précision toutes les paires de bases du génome humain et d’en découvrir tous les gènes. Cela permettrait d’identifier et d’étudier les gènes responsables de certaines maladies.

Pour chaque gène, le génome contient en réalité deux copies, une reçue de la mère et une du père. Ainsi, pour étudier la structure du génome et identifier l’emplacement des gènes, il suffit d’analyser la moitié de l’ADN. Donc au lieu d’analyser 6 milliards de paires de bases, ils n’avaient besoin de séquencer que 3 milliards de paires de bases pour le projet génome humain.

Même avec seulement la moitié de l’ADN, c’est encore beaucoup de travail que de séquencer 3 milliards de paires de bases ! Pour vous donner une idée de l’ampleur du projet, voici les 3 000 premières bases du génome humain : 

C’est à peu près de tout le génome humain ! Si ces 3‎ ‎000 bases d’ADN occupaient une seule page dans un livre, le livre aurait un million de pages ! 

Le génome humain contient environ 20‎ ‎000 gènes.

L’un des gènes humains les plus courts fait environ 800 paires de bases et s’appelle le gène SRY. Ce gène entraîne le développement des testicules. Sans ce minuscule gène, il n’y aurait pas d’hommes ! 

L’un des gènes les plus longs est le gène DMD, qui code une protéine importante dans le tissu musculaire. Ce gène fait 2,4 millions de paires de bases de long, et représente environ de tout le génome humain ! 

En déterminant la séquence du génome humain, les scientifiques en ont appris plus sur l’évolution de notre espèce. Un de nos parents les plus proches, le chimpanzé, partage de son ADN avec nous. Entre humains, il y a encore plus de similitudes, avec environ de notre ADN étant commun.

Il y a beaucoup d’informations dans le génome humain, et les scientifiques essaient encore de les comprendre. Les humains sont génétiquement très semblables les uns aux autres, et les petites différences peuvent être étudiées pour voir pourquoi certaines personnes sont plus vulnérables à certaines maladies.

Le projet génome humain nous a donné un outil pour en savoir plus sur nous-mêmes et pour lutter contre la maladie. En en apprenant plus sur des gènes spécifiques, chez l’Homme et d’autres organismes, nous pouvons les utiliser à notre avantage. Un exemple est le cas du riz doré.

Les gens peuvent avoir des problèmes de santé si leur nourriture ne leur apporte pas assez de nutriments. Parmi les nutriments, on compte les glucides, les lipides, les protéines, les minéraux et les vitamines. On dit que les personnes qui n’obtiennent pas assez d’un nutriment sont carencées en ce nutriment.

Dans les pays en développement, la carence en vitamine A est un problème grave. La vitamine A est importante pour la vision, le système immunitaire et la reproduction.

Sans suffisamment de vitamine A, la cécité peut survenir et parfois même la mort. L’Organisation Mondiale de la Santé estime que 2,7 millions d’enfants pourraient être sauvés de la mort s’ils avaient suffisamment de vitamine A dans leur nourriture.

La carence en vitamine A est plus fréquente dans les communautés qui dépendent du riz comme principale source de nourriture. La vitamine A est en fait fabriquée dans le corps à partir de la provitamine A (ou carotène), qui se trouve dans les aliments que nous consommons de couleur jaune à rouge. Malheureusement, le riz ne contient pas de provitamine A, donc les régimes alimentaires à base de riz peuvent entraîner une carence en vitamine A.

La technologie génétique peut être utilisée pour fabriquer un riz qui produit beaucoup de provitamine A, de sorte que lorsque les gens en mangent, ils ont suffisamment de vitamine A dans leur alimentation. Ceci est possible en insérant le gène de la provitamine A dans le riz. Cela donne à la plante de riz la capacité de produire de la provitamine A, qui peut être transformée en vitamine A après consommation. Ce processus s’appelle la modification génétique.

La modification génétique du riz pour qu’il produise de la provitamine A donne aux grains de riz une couleur dorée. Vous pouvez le voir sur l’image ci-dessous.

La modification génétique du riz doré a lieu en plusieurs étapes. Premièrement, le gène pour la production de vitamine A (provitamine A) doit être extrait. Ensuite, ce gène est inséré dans les graines de riz normal. Lorsque ces graines sont plantées et poussent, du riz doré est produit. Ceci est illustré en figure 4 ci-dessous.

Différentes études dans les années 2000 et 2010 ont montré que le riz doré est une source efficace de vitamine A. Le riz doré pousse normalement et a le même goût que le riz normal. La seule différence est la couleur dorée et qu’il est plus nutritif ! 

Outre le riz doré, de nombreuses cultures ont été génétiquement modifiées pour avoir d’autres avantages. Par exemple, certaines cultures de maïs sont résistantes aux insectes. D’autres cultures, comme les tomates, peuvent être rendues plus fermes pour être moins facilement meurtries pendant le transport.

Les plantes génétiquement modifiées présentent de nombreux avantages, mais cela inquiète certaines personnes. Par exemple, si les fermiers cultivent tous le même maïs résistant au même insecte, que se passe-t-il si un autre insecte arrive capable d’anéantir les récoltes ? En raison du manque de diversité, nous pourrions nous trouver dans une situation de difficulté.

Les gens s’inquiètent également des effets sur la santé de la consommation de plantes génétiquement modifiées. Parce que nous mangeons des choses qui ne sont pas normalement dans les plantes, cela peut provoquer une réaction allergique.

Il y a eu beaucoup de recherches sur la sécurité de ces cultures, et l’Organisation Mondiale de la Santé indique que tous les aliments génétiquement modifiés actuellement disponibles ont été soumis à des tests de sécurité et qu’aucun effet sur la santé humaine n’a été démontré.

Récapitulons les points clés que nous avons abordés dans cette fiche explicative.