Universit Stif 1 Facult des sciences de la

Université Sétif 1 Faculté des sciences de la nature et de la vie Département des sciences agronomiques Conférence : Génomique et sélection animale Chapitre 01. Introduction à la Biologie Moléculaire • Dr. MOUFFOK Ch.

Génomique et Sélection Animale : Plan du cours 1. Généralité et définitions utiles 2. Génomique structurelle : – Cartes génétiques. – Cartographie comparée. – Identification de gènes. – Séquençage de génomes.

Génomique et Sélection Animale : Plan du cours 3. Génomique fonctionnelle : – Techniques générales pour les études de la fonction génique. – Microarrays (puce ADN). – Analyse du protéome. – Techniques indépendantes de la mutation. – Base moléculaire de la résistance aux maladies. – Transgénie animale et modifications du génome.

Génomique et Sélection Animale : Plan du cours 4. Application de la génomique dans la sélection génétique – – – – – Marqueurs génétiques et moléculaires. Principe de la sélection génomique. Approches méthodologiques utilisées pour la sélection par des marqueurs. Identification des gènes d’intérêts. Application de la génomique pour le bovin laitier. Application de la génomique pour le bovin viande. Comparaison de la sélection génomique et la sélection traditionnelle. Opportunités pour les pays en développement. Perspectives.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire Définitions utiles Génétique : Science de l’hérédité étudie les caractères héréditaires des individus, leur transmission au fil des générations et leurs variations. Génétique des population : étudie les forces (et leurs effets) qui influencent la diversité génétique des populations et des espèces (mutation, dérive, sélection) par (entre autres) le développement de modèles mathématiques et statistiques. Génétique quantitative: étudie la composante génétique expliquant la variation de caractères quantitatifs (la taille, la vitesse de croissance, la concentration d'une molécule, etc. ) et leur héritabilité

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire Définitions utiles Génomique : est une branche de la biologie qui porte sur l’étude des génomes, qui constituent le support moléculaire des caractères héréditaires des êtres vivants Génomique structurelle: Cette branche de la génomique regroupe toutes les analyses de la structure des génomes (Ici « structure » est entendu au sens « organisation des génomes » ) ; Les méthodes concernées sont donc le séquençage des génomes, l'identification des gènes, des séquences régulatrices, des séquences répétées, etc Génomique fonctionnelle: La génomique fonctionnelle est une approche scientifique consistant à étudier le rôle du génome dans les processus biologiques.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire Définitions utiles

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Support de l’information génétique A l’exception des globules rouge, chaque cellule comporte un noyau dont les chromosomes constituent la forme visible en microscope optique (après coloration) lors de la division cellulaire. Dans les cellules ordinaire les chromosomes existe en deux exemplaires. Sauf anomalie, Le nombre, la taille et la forme sont constants et caractéristiques pour toutes les cellules somatiques d’une espèce.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Support de l’information génétique Espèce Animale Nom Scientifique Bovin Bos taurus Ovis Aries Capra Hircus Gallus gallus Equus ferus Oryctolagus cuniculus Apis mellifera Homo sapiens Ovin Caprin Volaille Equin Cunicole Apicole Homme Nbre de Chromosomes Nbre de paires 60 30 54 27 60 30 78 39 64 32 44 22 32 16 46 23

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Support de l’information génétique - Chez les cellules eucaryotes, les chromosomes sont entourés d’une membrane, le noyau, qui les sépare du reste de la cellule. Cette membrane est absente chez les procaryotes (bactéries) - Les cellules eucaryotes comportent généralement plusieurs chromosomes.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Support de l’information génétique • • Chaque chromosome contient une chaîne extrêmement longue d’acide désoxyribonucléique (ADN). L’ADN est composé d’une double hélice, qui porte 4 types de bases azotées. – A adénine – C Cytosine – G Guanine – T Thymine L’information génétique réside dans la succession de ces bases azotées. Par analogie, on compare souvent l’ADN à un texte écrit dans un alphabet de 4 lettres, dont l’information réside dans la succession des lettres.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Support de l’information génétique • Avant la division cellulaire, les chromosomes s'enroulent pour prendre une forme compacte.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Support de l’information génétique L'ADN est une double hélice, dont chacun des deux "montants" est formé d'une chaîne de désoxyribose (un sucre) unis par des groupes phosphate chaque "barreau" est formé par une paire de nucléotides appariés une Adenine se trouve toujours face à une Thymine une Guanine se trouve toujours face à une Cytosine

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Réplication - Une implication directe de l'appariement est que chaque brin contient l'information complète - Durant la réplication, les brins se séparent et chaque brin sert de modèle pour la synthèse d'un brin complémentaire. - La réplication assure donc le transfert de l’information génétique d’une cellule à ses descendantes.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Transcription - L'acide ribonucléique (ARN) est généralement constitué d'une seule chaîne de nucléotides. - La synthèse d'ARN à partir d'un modèle d'ADN est appelée transcription. - Il y a une correspondance de un à un entre les nucléotides du modèle ADN et ceux de la copie ARN Adénine Uracile Thymine Adénine Cytosine Guanine Cytosine

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Traduction Réplication ADN Transcription ARN Traduction Protéine

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Code Génétique • • • Le code génétique a été élucidé en 1961. Les protéines sont synthétisées à partir de l'ARN. les protéines sont formées de 20 acides aminés distincts. Chaque acide aminé est spécifié par une succession de 3 nucléotides (un codon). Il y a 64 triplets de nucléotides possibles. Plusieurs codons spécifient le même acide aminé. On appelle traduction la synthèse d'un polypeptide à partir d'un modèle d'ARN.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Mitose • Lors de la mitose, la cellule se divise en deux cellules-filles. • Chaque cellule-fille contient le même nombre de chromosomes que la cellulemère.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Méiose • Lors de la méiose, une cellule mère diploïde forme 4 cellules-filles haploïdes. • Les chromosomes parentaux sont distribués aléatoirement et de façon indépendante entre les 4 cellules-filles. • Des événements de crossing-over provoquent une recombinaison de fragments de chromosomes. • La liaison génétique entre les gènes d'un même chromosome n'est pas complète.

Génomique et Sélection Animale : Eléments de biologie moléculaire ADN: Transfert de l’information génétique : Méiose • Durant la méiose, des fragments de chromosomes peuvent être échangés, entre chromosomes homologues. Cet échange s'appelle crossing-over. • Ceci explique les phénomènes de liaison partielle observés par Morgan et son équipe. • Plus deux gènes sont distants sur le chromosome, plus de probabilité d'observer une recombinaison à la méiose. • L'analyse des fréquences de recombinaisons permet d'inférer les distances relatives entre gènes, et l'ordre dans lequel ils se succèdent sur le chromosome (cartographie génétique).

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