La variabilité comme source d'information
Le génome permet de connaître qui est chacun ; il permet de nommer et de nommer les vivants. L'identification peut être effectuée à différentes échelles. En revenant à la plus petite échelle, nous pouvons descendre au niveau individuel. Ceux qui travaillent sur cette échelle sont en mesure de détecter la différence entre deux personnes et, par exemple, savoir qui a été le meurtrier d'un meurtre, comme dans les enquêtes médico-légales qui sont maintenant si à la mode à la télévision.
Ils travaillent parfois à une plus grande échelle et réalisent des identifications plus générales. Par exemple, l'industrie alimentaire a publié plus d'une fois la défragmentation de ce type d'établissements et la non-commercialisation du produit.
Ces fraudes se produisent surtout dans les aliments qui vendent transformés: viande hachée, poisson ou pâté dans des boîtes de conserve, fromages... Dans ces cas, il n'est pas possible de savoir à l'œil nu quel animal provient de ces aliments, car ils ont perdu toutes les caractéristiques visibles qui les caractérisent avant d'arriver à l'acheteur. L'analyse de l'ADN de ce produit permet de déterminer l'espèce à laquelle appartient un produit donné.
La comparaison est la clé
L'utilisation qu'on lui donne, l'analyse de l'échelle qu'ils veulent étudier, et pour cela ils utilisent la technique qu'ils utilisent, les scientifiques sont basés sur une chose quand ils analysent la variation de l'ADN: la comparaison.
Ils partent toujours d'un échantillon; dans une enquête médico-légale peut être un cheveu et dans une recherche sur la sécurité alimentaire, un morceau de pâté d'une boîte de conserve. Pour tirer des conclusions de ces échantillons, ils doivent être comparés à une référence.
Pour savoir à qui appartient le cheveu trouvé sur le site d'un assassinat, qui est ce qui lui permet d'attribuer à cette personne concrète sa présence sur le site de l'assassinat, le compare à l'ADN des suspects. De même, pour savoir de quel animal est le pâté en conserve, ils prennent un morceau de viande de cette boîte et la compare avec toutes les espèces possibles.
Oui, mais que comparent-ils ? Le génome humain, par exemple, a 3.000 millions de nucléotides. La comparaison complète des génomes ne serait pas viable. Au lieu de cela, les scientifiques conviennent dans quelle partie du génome ils doivent chercher chaque chose qu'ils veulent connaître. Les parties choisies comprennent la variabilité recherchée, ce qui limite considérablement le travail à effectuer.
Pour analyser n'importe quelle partie de l'ADN, vous devez d'abord rendre visible cette partie. En fait, pour pouvoir détecter les outils et techniques qu'ils utilisent aujourd'hui, l'ADN doit être présent en quantités très élevées, nécessitant des millions de copies d'ADN.
Par conséquent, la première étape est d'élargir la partie à analyser. Cette prolifération est connue comme amplification, et pour cela ils utilisent des techniques, des réactions en chaîne de polymérase ou PCR. Le PCR permet d'obtenir des millions de copies d'un fragment d'ADN. Comme les scientifiques ont convenu quelles régions doivent être étudiées à partir du génome pour connaître l'une ou l'autre information, seules celles qui se multiplient.
A la recherche de l'individualité
Lorsque l'objectif est de séparer un individu des autres individus de son espèce, c'est-à-dire lorsqu'ils veulent réaliser une identification individuelle, les scientifiques doivent recourir à des caractéristiques qui le rendent unique. À première vue, il ne semble pas une tâche très simple, puisque les individus d'une espèce donnée partagent une grande partie du génome; dans l'espèce humaine, par exemple, 99,9% du génome est égal chez tous les êtres humains.
Bien que le pourcentage restant soit faible, le nombre de nucléotides n'est pas du tout négligeable. Considérant que le génome humain a 3.000 millions de nucléotides, la différence entre un homme et un autre peut être dans trois millions de nucléotides.
En outre, pas tout le génome présente le même taux de variabilité, certaines régions sont plus variables que d'autres. Il convient de regarder dans ces cas ceux qui sont très variables, car il y aura plus de chances de trouver des différences dans ces régions.
Par exemple, les petites séquences de 2-4 nucléotides apparaissent plusieurs fois de suite et le nombre de copies est très variable d'un individu à l'autre. On appelle microsatelites les parties du génome qui ont une petite séquence répétée.
Il est normal que 6 à 8 allèles ou versions d'une microsatélite donnée apparaissent dans une population. L'étude de plusieurs microsatélites permet de déterminer le suspect de cheveux trouvés sur le site d'un meurtre. En définitive, il y a très peu de chances que la microsatélite de l'ADN présente sur les cheveux soit la même que celle de l'ADN d'une personne qui n'est pas la propriétaire des cheveux.
L'étude est basée sur une autre caractéristique commune aux microsatélites : la stabilité du génome aux deux extrémités. C'est donc très utile pour réaliser le PCR mentionné ci-dessus. En mettant comme premier ou 'initiateur' une partie qui est associée à cette séquence stable, ils obtiennent que la partie amplifiée soit seulement microsatélite.
Ensuite, une fois la partie du génome qui les intéresse amplifiée, vient le moment de la comparaison. Pour cela, ils utilisent la technique appelée électrophorèse. Tous les microsatellites qui étudient se déplacent dans un gel poreux (le pileux et les suspects). Le gel poreux rend difficile le mouvement du morceau d'ADN : plus une microsatélite est longue, moins elle fera de course en classe. De même, sa plus grande longueur implique que la séquence de 2-4 nucléotides apparaît plus souvent répétée. Ils découvrent ainsi la taille de chaque microsatélite. Pour savoir qui est l'assassin, les microsatélites dont ils sont soupçonnés ont la même taille que les microsatélites tirées des cheveux.
Le plus récent pour l'identification individuelle
La méthode la plus utilisée pour l'identification individuelle est celle des microsatellites. Ces derniers temps, cependant, les scientifiques sont de plus en plus susceptibles d'abandonner les microsatélites pour utiliser le soi-disant polymorphisme mononucléotide ou SNP. Il a de nombreux avantages par rapport aux microsatélites.
Les différences dans un nucléotide sont beaucoup plus abondantes dans le génome que les microsatélites. Dans le cas de l'être humain, par exemple, il existe un SNP tous les trois cents nucléotides.
De plus, de nombreux SNP peuvent être détectés simultanément. Pour les microsatélites, la température de traitement du PCR et d'autres conditions doivent être très précises pour détecter chaque microsatélite.
Il existe plusieurs méthodes pour trouver des SNP, mais ils ont tous le même objectif : déterminer quel nucléotide se trouve à un point particulier. Un, par exemple, est basé sur l'hybridation.
Dans le cas de l'hybridation, ils utilisent des sondes spécifiques. Les sondes sont des séquences qui sont associées au SNP recherché et aux nucléotides adjacents. Normalement, dans les endroits où les SNP apparaissent, il y a généralement la possibilité que seulement deux nucléotides apparaissent (en fait, il devrait y avoir la possibilité que quatre nucléotides apparaissent, mais pour une raison quelconque seulement deux).
Par conséquent, une fois la région élargie à étudier, deux sondes sont introduites pour voir ce qui est associé à la partie ADN étudiée. Les sondes sont en quelque sorte marquées pour pouvoir les séparer. Par exemple, si vous les marquez avec fluorescence, ils mettent différentes couleurs aux sondes, et ainsi ils savent en couleur quelle des deux sondes a été attachée à l'échantillon et donc quel nucléotide est le contenu dans ce SNP.
Différenciation des espèces
L'identification individuelle n'est pas toujours utile. Lorsque l'objectif est de s'assurer que le contenu d'une canette de canard est de cette espèce, rien ne sert la variabilité d'un individu à l'autre.
Dans ces cas, d'autres régions du génome sont analysées. Ces régions doivent être suffisamment variables pour être différentes d'une espèce à l'autre, mais elles doivent être stables pour être égales chez tous les individus au sein d'une même espèce.
Le génome de ces caractéristiques n'est pas recherché par les scientifiques dans le noyau cellulaire, mais dans les mitochondries cellulaires. Et c'est que les mitochondries ont leur propre ADN. La vitesse de variation de cet ADN convient pour être utilisé comme séparateur entre les espèces.
En outre, il est beaucoup plus abondant que le génome du noyau. Chaque mitochondrie a plusieurs copies d'ADN et chaque cellule a plusieurs mitochondries.
La technique la plus utilisée actuellement pour la séparation des espèces est la PCR-FINS. Cette technique est basée sur le séquençage. Ils attrapent un individu de chaque espèce et séquencent un fragment d'une région donnée de l'ADN mitochondrial (région codant une partie de l'enzyme c cytochrome oxydase). De cette façon, une grande base de données a été créée indiquant la séquence de chaque espèce dans cette région.
Il suffit de prendre un morceau de viande de la boîte de pâté que vous étudiez et séquencer la région pour savoir quelle viande animale a fait ce pâté.
L'étude du changement dans le génome a onze autres applications. Ce ne sont que deux exemples. Cependant, ils sont suffisants pour avertir que l'information stockée dans toutes vos cellules est la pièce d'identité la plus fiable.
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