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Biologie moléculaire

ADN, ARN, PCR, séquençage.

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Biologie moléculaire

1. Le dogme central

ADN → ARN → Protéine (Crick, 1958).

  • Réplication : duplication de l'ADN avant la mitose (ADN polymérase).
  • Transcription : synthèse d'un ARNm à partir de l'ADN (ARN polymérase, dans le noyau).
  • Traduction : synthèse d'une protéine à partir de l'ARNm (ribosome, cytoplasme).

2. Structure de l'ADN

Double hélice (Watson, Crick, Franklin, 1953). Deux brins antiparallèles, appariement A-T (2 liaisons H) et G-C (3 liaisons H). Génome humain : 3,2 milliards de paires de bases, ~20 000 gènes.

3. Le code génétique

Universel, redondant (64 codons pour 20 acides aminés), non-chevauchant. Codon start : AUG (méthionine). Codons stop : UAA, UAG, UGA.

4. Techniques clés

  • PCR (Mullis, Nobel 1993) : amplification exponentielle d'une séquence d'ADN. Cycle : dénaturation (95 °C) → hybridation des amorces (55 °C) → élongation (72 °C par la Taq polymérase). Applications : diagnostic (COVID RT-PCR), médico-légal, recherche.
  • Électrophorèse sur gel : sépare les fragments d'ADN selon leur taille.
  • Séquençage :
    • Sanger (1977) : méthode par terminaison ;
    • NGS / séquençage haut débit (Illumina, Oxford Nanopore) : millions de lectures en parallèle, coût effondré (< 1000 $ pour un génome humain).
  • CRISPR-Cas9 : édition ciblée du génome, guide ARN + nucléase, coupure double-brin → réparation.
  • Clonage moléculaire : ligature dans un plasmide + transformation bactérienne.
  • RT-qPCR : quantification d'expression génique.
  • Southern / Northern / Western blot : détection d'ADN, ARN, protéines.

5. Régulation de l'expression

Opérons chez les procaryotes (lac, trp). Chez les eucaryotes : promoteurs, facteurs de transcription, épissage alternatif, ARN interférence, épigénétique (méthylation, acétylation des histones).

6. Applications

  • Diagnostic génétique : mucoviscidose, trisomie 21 (DPNI).
  • Thérapie génique : Zolgensma (SMA), CAR-T (cancers), Casgevy CRISPR (drépanocytose, 2023).
  • Vaccins à ARNm : Pfizer-BioNTech, Moderna (2020).
  • Médecine personnalisée, pharmacogénomique.
  • Bio-industrie : insuline, hormone de croissance, anticorps monoclonaux.

7. Enjeux éthiques

Brevetage du vivant, tests génétiques directs au consommateur, données génomiques (RGPD), édition germinale (interdite en France).

Sources et références

Ce cours est rédigé par l'équipe RévisionBac à partir du programme officiel et des sources institutionnelles ci-dessous. Elles permettent de vérifier les définitions, les chiffres et les normes citées.

  1. 1.Programmes et ressources du lycée général et technologique — Éduscol — Ministère de l'Éducation nationale
  2. 2.Bulletin officiel de l'Éducation nationale (programmes du baccalauréat) — education.gouv.fr
  3. 3.Ressources en biotechnologies — Inserm
  4. 4.Sécurité sanitaire et biologie — Anses
  5. 5.Données et bulletins de santé publique — Santé publique France
  6. 6.Séries statistiques et études économiques — Insee

Contenu vérifié et mis à jour le 08/08/2026. Les liens renvoient vers les sites officiels des éditeurs cités.

Historique éditorial

Ce chapitre est rédigé et relu par l'équipe RévisionBac, puis enrichi par les contributions validées.

  1. — Dernière mise à jour du cours (relecture et enrichissement)
  2. — Première publication de la fiche de cours