Chapitre 3 / Vidéo-Conférence SVG3
Nature physico-chimique du matériel génétique
Des séries de travaux s’étalant
de 1928 à 1957 vont permettre d’associer définitivement l’ADN à la notion
d’information génétique. Ces travaux sont exposés ci dessous car ils
présentent, comme ceux de Mendel, beaucoup plus qu’un intérêt historique : ils
sont des modèles d’analyse faisant appel, pour la première fois, à des méthodes
de la biologie moléculaire.
1) Vers 1928, Griffith réalise une expérience fondamentale, en inoculant des souris avec des bactéries S (de phénotype virulent) et des bactéries R (phénotype non virulent). L’observation et le prélèvement de bactéries à partir de souris mortes et leur mise en culture révèle un phénotype S (et virulent) pour toute la descendance. A l’époque, Griffith ne peut que conclure à l’existence d’un facteur transformant or il s’agit bien d’une transformation génétique au sens actuel du terme.
2) Les En 1944, Avery, Mc Leod, Mc Carthy reprennent, in vitro, ces travaux avec des tests un peu plus sophistiqués: Cette manipulation in vitro va servir à l’identification du principe transformant en ajoutant à des bactéries R, des extraits relativement purifiés de bactéries S tuées par la chaleur. Les auteurs de ce travail se tournent d’abord vers les polysaccharides de la paroi, sans aucun résultat puis vers les protéines sans plus de succès, ils n’obtiennent quelques cas de transformation (R vers S) qu’avec des préparations d’acides nucléiques. Des traitements enzymatiques montrent que la ribonucléase n’affecte pas le «pouvoir transformant» des préparations alors que la désoxyribonucléase l’abolit. C’est donc l’ADN qui est en cause.
3) C’est cependant l’étude d’un bactériophage (virus utilisant le métabolisme des bactéries), par Alfred Hershey et Marta Chase en 1952, qui a convaincu le monde scientifique des rapports entre la molécule d’ADN et l’information. Dans leur première série d'expériences, Hershey et Chase ont tout d'abord marqué l'ADN des phages par du phosphore 32, noté 32P, un isotope radioactif du phosphore : en effet, le phosphore est présent dans l'ADN mais dans aucun des acides aminés composant les protéines qui sont ensuite synthétisées. Ils ont ensuite infecté une souche d’Escherichia coli, et ont pu observer le transfert de l'ADN du phage marqué au 32P dans le cytoplasme de la bactérie. Dans leur deuxième série d'expériences, ils ont marqué les protéines du phage par du soufre 35, noté 35S, un isotope radioactif du soufre : en effet, le soufre est présent dans deux acides aminés, la cystéine et la méthionine, mais est absent de l'ADN. À la suite de l'infection de la bactérie E. coli, le traceur radioactif 35S a été observé dans les capsides, à l’extérieur des bactéries, mais pas dans les bactéries infectées, ce qui appuie l'hypothèse que le matériel génétique qui infecte les bactéries était l'ADN et non les protéines.
4) Une autre expérience, réalisée quelques années plus tard, par Fraenkel-Conrat et Singer (1957) a fourni des preuves supplémentaires de l'activité génétique et de l’infectivité de la molécule d’ARN chez certains virus à ARN, comme le VMT. en effet, il s'est avéré possible de reconstituer des virus « hybrides », combinant la protéine du TMV de type sauvage avec l'ARN d'une souche, alors appelée souche Holmes ribgrass virus (HRV), qui différait du TMV de type sauvage ou commun dans les symptômes il produit sur les plantes. Lorsque l'ARN HRV a été reconstitué avec la protéine TMV commune et inoculé sur une plante hôte appropriée, il a produit les symptômes caractéristiques d'une infection HRV. Il a ainsi été prouvé hors de tout doute que l'ARN représentait la composante génétique des virus à ARN.
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