ADN génomique

Définition

L'ADN génomique constitue l'information génétique totale d'un organisme. Les génomes de presque tous les organismes sont de l'ADN, les seules exceptions étant certains virus qui ont des génomes d'ARN. Les molécules d'ADN génomique sont généralement volumineuses et, dans la plupart des organismes, elles sont organisées en complexes ADN-protéine appelés chromosomes.

L'extraction de l'ADN génomique (ADNg) :

Extraction de l'ADN génomique. Une bibliothèque d'ADN génomique est une collection de fragments d'ADN qui composent le génome complet d'un organisme. Une bibliothèque génomique est créée en isolant l'ADN des cellules, puis en l'amplifiant à l'aide de la technologie de clonage d'ADN.

Explications

L'ADN génomique est un ADN chromosomique qui fait partie du génome, par opposition à l'ADN extrachromosomique (ADN mitochondrial) comme les plasmides. L'ADN génomique est souvent abrégé en ADNg.

Le génome d'un organisme contient des informations sur l'hérédité et transmet ces informations de génération en génération. Le génome, codé par l'ADN génomique, est transcrit en ARN, indispensables à la vie d'un organisme. Certains ARN subissent un traitement, un épissage (en même temps, des introns sont découpés et des ARNm matures se forment). L'ARNm mature est ensuite traduit sur les ribosomes en protéines.

L'ADN génomique est configuré dans une macromolécule à deux brins et à double hélice, découverte par Watson et Crick. Un brin d'ADN comprend quatre nucléotides : deux bases puriques, l'adénine (A) et la guanine (G), et deux bases pyrimidiques, la thymine (T) et la cytosine (C). Chaque base est reliée à un sucre désoxyribose et liée par des liaisons phosphodiester au carbone 5′ et 3′ du sucre. L'orientation des brins est délimitée par les désoxyribose phosphodiesters - 5′ à 3′ ou 3′ à 5′.

Utilisations

Une analyse de l'ADN génomique peut être effectuée sur les parents et un test invasif proposé lors d'une grossesse ultérieure si l'un des parents est positif. La transmission est généralement autosomique dominante sporadique et il n'y a donc pas de risque accru lors d'une grossesse ultérieure.

L'ADN génomique et l'ARN total sont extraits de lymphoblastes ou de fibroblastes cutanés transformés par le virus d'Epstein-Barr (EBV). Les premiers sont dérivés de leucocytes périphériques de patients ou de témoins. L'établissement de lignées cellulaires permanentes qui expriment le récepteur d'hormone stéroïdienne souhaité permet d'étudier sa protéine, son ARNm et son gène. Par conséquent, les lymphoblastes transformés par l'EBV sont utiles pour l'étude des récepteurs des glucocorticoïdes et des minéralocorticoïdes, tandis que les cultures de fibroblastes cutanés génitaux sont les plus appropriées pour les études du récepteur des androgènes.

Préparation de l'ADN génomique

L'ADNg doit être correctement fragmenté avant d'être transformé en sphéroplastes de levure. Des études antérieures ont démontré que la recombinaison homologue combinant deux morceaux linéaires d'ADN dans un chromosome artificiel de levure est beaucoup plus efficace si les séquences de bras homologues sont plus proches des extrémités du fragment d'ADN ciblé. Idéalement, les cassures à double stand spécifiques au site peuvent être introduites directement en amont et en aval des groupes d'intérêt de gènes biosynthétiques par digestion par des enzymes de restriction, et les séquences de bras d'homologie doivent être conçues aussi près que possible de ces sites de restriction.

Cependant, cette approche peut être limitée en raison du manque de sites de restriction appropriés directement au-delà et non dans les groupes intéressant de gènes biosynthétiques (Biosynthetic Gene Cluster of interest). Alternativement, l'ADNg peut être fragmenté de manière aléatoire par cisaillement avec une pointe d'aiguille ou de pipette. Des chercheurs ont introduit avec succès des cassures à double stand aux extrémités de fragments d'ADNg ciblés à l'aide de l'endonucléase CRISPR-Cas9 in vitro, ce qui a permis une capture d'ADN à haute efficacité, jusqu'à 32 % pour les gros fragments isolés d'ADNg complexe. Cependant, la digestion in vitro de l'ADN médiée par CRISPR/Cas9 nécessite plusieurs étapes de dépannage et peut donc ne pas être une approche attrayante si des enzymes de restriction commerciales peuvent être utilisées.

La qualité de l'ADNg affecte également grandement l'efficacité de la recombinaison. Pour l'isolement de l'ADNg à partir d'un seul organisme en culture pure, les procédures d'isolement standard de l'ADNg ou les kits d'isolement commerciaux sont généralement adéquats, mais l'ADNg doit être vérifié par Nanodrop, Qubit et gel d'agarose pour confirmer l'intégrité. Enfin, si la cible d'intérêt est en faible quantité (comme à partir d'ADN métagénomique), la PCR ou la préparation de la bibliothèque génomique sont encouragées pour l'enrichissement.

En rapport avec "ADN génomique"

• ADN

  

  L'ADN (l'acide désoxyribonucléique) est la molécule qui transporte l'information génétique nécessaire au développement et au fonctionnement d'un organisme.

• plasmide

  

  Chez les procaryotes et quelques eucaryotes, le plasmide se présente sous forme de courts fragments d'acide nucléique capables de se multiplier indépendamment...

• banque génomique

  

  Une banque génomique est un ensemble de clones contenant divers fragments d'ADN. Chaque élément de cette banque de gènes est une bactérie, une levure...

• génomique

  

  La génomique est l'étude des gènes et de leurs fonctions, une discipline qui étudie le génome et ses applications.