Principes des techniques de biologie moléculaire et génomique: 3e édition revue et augmentée (Savoir faire) (French Edition)

Cet ouvrage présente les principales techniques utilisées dans les laboratoires pour étudier le fonctionnement du vivant via les acides nucléiques, qui sont les éléments constitutifs des gènes. Ces techniques consistent à pouvoir extraire les acides nucléiques, afin de les visualiser. Il s'agit également de les manipuler par les techniques de clonage. Une des applications très utilisée est le séquençage, dont sont présentées les techniques commercialisées. Une autre application importante est la manipulation des gènes par transformation génétique. Ces techniques font appel à des stratégies dites "haut débit" et l'analyse des données qui en résultent utilise des disciplines comme la bioanalyse ou encore la bioinformatique. Sommaire 5 Avant-propos 9 Remerciements 11 Liste des rédacteurs 13 Partie 1 – Les bases 19 Fiche 1 – Structure et expression d’un gène eucaryote codant un ARNm et une protéine 20 Fiche 2 – Définition des ARN non codants 22 Fiche 3 – Paramètres de description d’un génome 24 Fiche 4 – Enzymes de restriction 26 Fiche 5 – Électrophorèse des acides nucléiques 28 Fiche 6 – PCR (Polymerase Chain Reaction) 30 Fiche 7 – Description d’un plasmide et d’un phagemide 32 Fiche 8 – Description d’un YAC et autres grands vecteurs 36 Fiche 9 – Clonage moléculaire 38 Fiche 10 – Transformation génétique des bactéries et des levures 41 Fiche 11 – Construction de banques d’acides nucléiques 43 Fiche 12 – Extraction d’ADN 47 Fiche 13 – Extraction d’ARN 50 Fiche 14 – Marquage des acides nucléiques (ADN et ARN) 53 Fiche 15 – Hybridation moléculaire 56 Fiche 16 – Hybridation in situ d’ARN 60 Fiche 17 – La cytogénétique moléculaire : FISH, GISH 63 Fiche 18 – Électrophorèse en champ pulsé 67 Partie 2 – Caractérisation d’un gène 71 Fiche 19 – Séquençage d’ADN par la technique Sanger 72 Fiche 20 – RT-PCR (Reverse Transcription - Polymerase Chain Reaction) 77 Fiche 21 – PCR quantitative 80 Fiche 22 – Amplification rapide d’extrémités d’ADNc : RACE 88 Fiche 23 – Transcription in vitro 91 Fiche 24 – Détermination du site d’initiation de la transcription 93 Fiche 25 – Gel-retard 95 Fiche 26 – Production de protéines recombinantes 97 Fiche 27 – Système du double hybride 107 Partie 3 – Analyse de la fonction d’un gène par mutagenèse ou transgenèse 113 Fiche 28 – Grands principes de la transgenèse et de la mutagenèse 114 Fiche 29 – Transfert de gènes 116 Fiche 30 – Transgenèse chez la souris 120 Fiche 31 – Analyse de la fonction d’un gène par mutagenèse ou transgenèse chez les poissons 125 Fiche 32 – Transgenèse chez Drosophila melanogaster 130 Fiche 33 – Transgenèse de Caenorhabditis elegans 137 Fiche 34 – Transgenèse stable des plantes par les agrobactéries 140 Fiche 35 – Techniques de ARNi (ARN interférence) 147 Fiche 36 – Transformation des plantes par agro-infiltration par Agrobacterium tumefaciens 153 Fiche 37 – Analyse fonctionnelle de promoteurs 155 Fiche 38 – Mutagenèse chimique du génome de drosophile 160 Fiche 39 – Mutagenèse d’insertion 163 Fiche 40 – Le TILLING (Targeting-Induced Local Lesions IN Genomes) 168 Fiche 41 – Mutagenèse dirigée par le système CRISPR-Cas9 175 Partie 4 – Approches haut débit 185 Fiche 42 – Séquencer un génome : généralités 186 Fiche 43 – Séquençage d’ADN par la technique Illumina 188 Fiche 44 – Séquençage d’ADN par la technique Single Molecule Real Time (SMRT) : PacBio 192 Fiche 45 – Séquençage d’ADN grande longueur par la technique Nanopore 195 Fiche 46 – Séquençage d’ADN par la technique Ion TorrentTM 199 Fiche 47 – Séquençage d’ADN grande longueur « synthétique » par la technique 10X Genomics® 203 Fiche 48 – Cartographie optique de génomes (Optical Mapping) 206 Fiche 49 – La capture d’exons 210 Fiche 50 – Métagénomique et métatranscriptomique 214 Fiche 51 – Barcoding et métabarcoding 217 Fiche 52 – Analyse des données RNA-seq (RNA-sequencing) 220 Fiche 53 – Interactions protéines-ARN à la résolution du nucléotide (iCLIP) 227 Fiche 54 – Méthodes d’analyse du traductome 231 Fiche 55 – Structure de la chromatine : introduction 234 Fiche 56 – Immunoprécipitation de la chromatine (ChIP) 236 Fiche 57 – Analyse tridimensionnelle de la chromatine par Chromosome Conformation Capture : les techniques 3C, 4C-seq et Hi-C 238 Fiche 58 – Techniques d’identification de régions génomiques accessibles à des régulateurs : FAIRE et ATAC 242 Fiche 59 – Méthode de détermination du positionnement des nucléosomes : MAINE 245 Fiche 60 – La méthylation de l’ADN 247 Partie 5 – Étude du polymorphisme d’un génome 253 Fiche 61 – Les principaux types de polymorphisme 254 Fiche 62 – Microsatellites, répétitions de séquences simples : SSR 257 Fiche 63 – Génotypage SNP (Single Nucleotide Polymorphism) 260 Fiche 64 – Utilisation des polymorphismes : QTL, GWAS et scans génomiques 268 Fiche 65 – Détermination du polymorphisme par séquençage de nouvelle génération 273 Fiche 66 – Approches populationnelles par séquençage en pools (Pool-Seq) 278 Fiche 67 – Détection génomique de CNV par nouvelles technologies de séquençage 282 Fiche 68 – Étude du polymorphisme par séquençage d’ADN associé à des sites de restriction (RAD-seq) 288 Fiche 69 – Génotypage par séquençage : GBS (Genotyping By Sequencing) 294 Partie 6 – Bioanalyses 299 Fiche 70 – Assemblage de génomes 300 Fiche 71 – Annotation de génomes 305 Fiche 72 – Galaxy 307 Fiche 73 – La programmation 310 « Cet ouvrage didactique présente, sous forme de fiches, les principales techniques utilisées dans les laboratoires pour étudier le fonctionnement du vivant via les acides nucléiques. Après quelques définitions et généralités sur la structure des gènes, on y décrit les techniques de base en biologie moléculaire et génomique. Ces techniques consistent à extraire les acides nucléiques, à les découper, à récupérer des fragments d'intérêt et à les visualiser. Il s'agit également de les manipuler grâce aux techniques de clonage et de PCR (Polymerase Chain Reaction). Parmi les applications, le séquençage est une technique qui a grandement évolué ces quinze dernières années et qui n'est toujours pas stabilisée : nous aborderons ici les techniques de séquençages actuellement commercialisées et accessibles via des plateformes publiques ou privées. Autre application majeure, la manipulation des gènes par transformation génétique et mutagenèse permet une étude fine de leur fonctionnement. Plusieurs techniques de transformation génétique existent dont la nouvelle technique d'édition des génomes (CRISPR-Cas9) qui est décrite dans cet ouvrage. Enfin, la plupart des approches font maintenant appel à des stratégies dites "haut débit". L'analyse des données ainsi générées nécessite de recourir à la bioanalyse et à la bioinformatique : cet ouvrage ne vise pas à donner toutes les bases de ces analyses, mais quelques explications y sont détaillées. Cette 3e édition revue et augmentée s'adresse aux étudiants et aux enseignants, ainsi qu'aux personnels travaillant dans les laboratoires manipulant les acides nucléiques. »--Quatrième de couverture Cet ouvrage très didactique présente, sous forme de fiches, les principales techniques utilisées dans les laboratoires pour étudier le fonctionnement du vivant via les acides nucléiques. Après quelques définitions et généralités sur la structure des gènes, on y décrit les techniques de base en biologie moléculaire et génomique. Ces techniques consistent à extraire les acides nucléiques, à les découper, à récupérer des fragments d'intérêt et à les visualiser. Il s'agit également de les manipuler grâce aux techniques de clonage et de PCR (Polymerase Chain Reaction).Parmi les applications, le séquençage est une technique qui a grandement évolué ces quinze dernières années et qui n'est toujours pas stabilisée : nous aborderons ici les techniques de séquençage actuellement commercialisées et accessibles via des plateformes publiques ou privées.Autre application majeure, la manipulation des gènes par transformation génétique et mutagenèse permet une étude fine de leur fonctionnement. Plusieurs techniques de transformation génétique existent dont la nouvelle technique d'édition des génomes (CRISPR-Cas9) qui est décrite dans cet ouvrage.Enfin, la plupart des approches font maintenant appel à des stratégies dites « haut débit ». L'analyse des données ainsi générées nécessite de recourir à la bioanalyse et à la bioinformatique : cet ouvrage ne vise pas à donner toutes les bases de ces analyses, mais quelques applications y sont détaillées.Cette 3e édition revue et augmentée s'adresse aux étudiants et aux enseignants, ainsi qu'aux personnels travaillant dans des laboratoires manipulant les acides nucléiques.