Découvrir les secrets des chromosomes

1993/11/01 Alargunsoro, F. Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Genetika

Pendant deux ans, 147 chercheurs ont travaillé dans 35 laboratoires européens pour séquencer le troisième chromosome de levure de pain (c'est-à-dire Saccharomyces cerevisiae). Pour la première fois dans le monde connaissent toutes les bases d'un chromosome.

Il a seize chromosomes et ici sont affichés séparés par électrophorèse. Contient un total de 13.612.00 nucléotides. On observe que le troisième chromosome séquencé jusqu'ici est l'un des plus petits.

Pourquoi avez-vous choisi cette levure pour effectuer une telle étude importante? Cette levure, qui a servi pendant des milliers d'années à faire du pain, peut servir d'exemple à toutes les plantes et animaux du monde entier. Son patrimoine génétique contient également des gènes d'insectes, de plantes et d'êtres humains. Cependant, puisque seulement le troisième des 16 chromosomes de levure a été éclairci, nous espérons que nous aurons encore beaucoup de surprises. Il est possible de trouver le gène d'insuline (qui régule le taux de sucre dans le sang) ou qui produit un cancer. L'homme n'est-il pas l'être humain qui a tous les gènes de ce champignon microscopique et aussi les siens ?

Disons que les organismes vivants sont classés en groupes appelés procarioto et eucharistie. Dans les procaryotes (par exemple, les bactéries et les algues bleues), l'ensemble des gènes ou le génome ne se trouve pas dans le noyau de la cellule qui la délimite et dans les caryotes (chez toutes les autres espèces) le génome se trouve dans le noyau de la cellule. La levure de pain est un eucarioto simple et l'homme un eucarioto plus complexe. Ainsi, si la levure, par exemple, contenait des gènes de cancer ou des oncogènes, serait une occasion unique d'analyser leur influence sur l'être humain.

Cependant, la levure de pain n'est pas d'intérêt exclusivement médical. Les différentes souches ou scories de Saccharomyces cerevisiae sont également utilisées dans l'industrie, en plus des boulangeries, dans l'industrie vinicole et de la bière, et dans ces activités se déplacent des milliards de dollars. C'est pourquoi environ quatre mille scientifiques dans le monde étudient si l'un des 600 qui existent dans la nature est l'un des types de levure.

On étudie actuellement en Europe le deuxième et le onzième chromosome de levure, avec plus de la moitié des gènes séquencés. Les chromosomes premier, cinquième, sixième et neuvième sont explorés respectivement par des chercheurs du Canada, des États-Unis, du Japon et de la Grande-Bretagne. En bref, cinq autres chromosomes 7, 8, 10, 14 et 15 commenceront à se séquencer dans le réseau européen de laboratoires et on s'attend à ce qu'en 2000 ils découvrent tous les secrets du génome de la levure. Le niveau élevé d'information et les systèmes de travail qui vont alors dominer vont permettre d'entreprendre des tâches plus grandes. Par exemple, pour étudier complètement le génome humain, il faudra séquencer plus de 50.000 gènes et des milliers de chercheurs à travers le monde devront le faire.

Mais en raison du montant d'argent et du travail qu'implique l'exploration complète du génome humain, cette tâche ne sera pas terminée demain ou dernier. Au moment de sa réalisation, les gènes qui produisent plus de 3000 maladies génétiques actuellement inventoriées seront identifiés. De cette façon, on obtient une meilleure compréhension, traitement et, peut-être, prévention de ces maladies.

La levure de pain a quelques avantages pour la recherche. Comme les bactéries (comme Escherichia coli, par exemple), il est un organisme unicellulaire facilement manipulable, mais étant eucariote a noyau et fonctions biologiques comme les êtres vivants supérieurs. Bien qu'il soit deux cents fois plus petit que le génome humain, le génome de levure contient toutes les informations nécessaires à la vie de la cellule. En d'autres termes, c'est un modèle de taille réduite de la cellule.

Le noyau de la levure peut être considéré comme un livre formé par une molécule (ADN ou acide désoxyribonucléique) qui transmet le message génétique. Seules quatre lettres (base ou nucléotide) sont utilisées pour écrire le livre: A (adénine), C (cytosine), G (guanine) et T (thymine). Le livre de levure se compose de seize chapitres ou chromosomes, avec un total de 7.000 paragraphes ou gènes, chacun avec le message d'une caractéristique génétique héritable. Le volume total estimé du livre est de 13.600.000 lettres ou nucléotides.

Le troisième chromosome analysé dans trente-cinq laboratoires européens, de 182 gènes, est l'un des chapitres les plus brefs de tout le livre, avec seulement 2,5%. Ses 315.356 nucléotides forment les 182 gènes, mais aussi les séquences génétiques qui n'apparaissent pas dans leur mission. Séquences de régulation, parties répétées, intrusions, etc. sont. Ils n'ont pas de code mais sont importants pour exprimer le gène. Dans la levure les gènes sont considérés plus des deux tiers du génome et le reste est formé par des séquences non codées.

Pour chaque gène mis en évidence dans le troisième chromosome de la levure, des chercheurs de différents laboratoires ont consulté trois grandes bases de données: l'allemande de Heidelberg, l'américaine de Los Alamos et la japonaise de Mishima. Après la consultation, ils ont découvert que 37 de ces 182 gènes étaient connus pour avoir été précédemment trouvés avec des méthodes de génétique classique.

Il faut dire qu'après que Pasteur ait découvert le rôle de la levure dans la fermentation de l'alcool, ce micro-organisme a été constamment analysé dans les laboratoires. La bactérie Escherichia coli est un autre micro-organisme qui est constamment recherché dans les laboratoires. L'une comme l'autre sont faciles à manipuler et à reproduire. Jusqu'à présent, les 37 gènes décrits ont donc été trouvés sans plan concret, mais les 117 autres 145 gènes du troisième chromosome n'ont pas de similitude dans la nature et les génétiques codifient des fonctions qu'ils ne connaissent pas encore. 14 autres gènes sont similaires à ceux connus dans les chromosomes autres que le tiers. Enfin, les 14 gènes restants sont présents dans certaines espèces animales et végétales.

Ces similitudes sont parfois imprévisibles et surprenantes. Par exemple, dans la levure il y a un gène qui codifie le pigment blanc de l'oeil de la mouche de vinaigre (drosophylle), bien que la levure n'ait pas d'oeil. Il contient également un gène qui détermine le sexe chez l'homme et qui a récemment été trouvé dans le chromosome Y. Vous avez également trouvé un gène pour fixer l'azote dans la symbiose avec quelques plantes laquées. Bien que la levure ne fixe pas d'azote, ces gènes étaient essentiels à la levure.

Gènes du tabac, des souris et fonctions supérieures de la vie cellulaire (respiration, sexualité, synthèse des protéines, métabolisme, etc.) dans le troisième chromosome de levure qu'ils ont trouvé semblables à ceux qui assurent.

Tout cela indique que les animaux et les plantes sont la conséquence d'êtres cellulaires très simples et similaires créés il ya quatre milliards d'années. Dans ces organismes primitifs il y a des gènes communs dans toutes les espèces, même les plus complexes.

Il faut découvrir pourquoi des êtres vivants d'origine ont très peu évolué et d'autres ont évolué en raison de leur évolution constante. D'autre part, il est nécessaire de préciser comment des additifs ont été ajoutés au programme génétique initial et la diversité des espèces existantes a été atteinte. Ces mystères de l'évolution seront mieux compris lors du séquençage de levure et d'autres espèces végétales et animales. Le séquençage des procaryotes Escherichia coli et Bacillus subtilis (donc moins évolués que la levure) peut être terminé en 2000.

En outre, en Europe, aux Etats-Unis et au Japon sont en train de séquencer dans les laboratoires les eucariotes suivants: Schizosaccharomyces pombe (levure utilisée en Afrique pour la capture de boissons), Arabidopsis thaliana (petite plante comme la colza et les réflexes, avec seulement cinq chromosomes, avec 70 millions de nucléotides “plus”), Cænorhabditis elegans (un millimètre de taille rapide qui vit sur la terre) et un millimètre de melon de melon de moludique

Actuellement les recherches de Saccharomyces cerevisiae, Bacillus subtilis, Cænorhabditis elegans et Arabidopsis thaliana fonctionnent à bon rythme. Il n'y a que la planification du reste pour des problèmes de financement. En fait, identifier un nucléotide coûte une moyenne de deux dollars, et il faut garder à l'esprit que l'homme a trois milliards.