Qu'est-ce qu'une sonde d'ADN?
Il est possible de trouver un gène particulier à l'aide d'une sonde d'ADN, une molécule d'ADN monocaténaire relativement courte qui est complémentaire de la séquence sur le gène recherché. En d'autres termes, si un segment du gène recherché est connu comme étant AGTTCG, le segment complémentaire de la sonde d'ADN sera TCAAGC, car A se lie à T et C se lie à G. (En fait, en raison de certains détails structurels sur les molécules d'ADN, la séquence complémentaire s'écrirait en fait comme suit : CGAACT, ce qui donne TCAAGC à l'envers. Toutefois, nous utilisons le format techniquement incorrect ici, pour éviter toute confusion.)
Une véritable sonde d'ADN serait probablement constituée d'au moins quelques douzaines de nucléotides associés à un segment de la même longueur sur le gène recherché. La sonde est conçue de façon à être radioactive, de sorte qu'elle puisse être détectée facilement.1
Comme la sonde d'ADN se lie à l'ADN monocaténaire, on a recours à une technique appelée transfert de Southern qui permet de séparer l'échantillon d'ADN bicaténaire en un seul brin et de le transférer à une membrane en nylon. Lorsque les sondes sont incubées avec la membrane dans une solution, elles se lient à des régions complémentaires dans l'ADN et « adhèrent » à la membrane. Ensuite, la membrane est mise en contact avec une pellicule photographique sensible aux émissions radioactives. Les sections de l'échantillon où se trouve le gène ressortent en foncé sur le papier, car ce sont les seules sections liées à une sonde radioactive.2
Les sondes d'ADN ont plusieurs applications en biologie moléculaire, y compris les méthodes génétiques de prédiction et de diagnostic des maladies, où l'on emploie des sondes qui identifient les séquences de gènes que l'on sait responsables de maladies. Les sondes d'ADN peuvent également être employées pour les empreintes génétiques, technique à laquelle les experts en criminalistique ont souvent recours pour déterminer si l'ADN retrouvé sur les lieux d'un crime correspond à celui du suspect.
Comment construit-on les sondes d'ADN?
Il est possible de construire une sonde d'ADN bien avant de connaître la séquence des gènes elle-même! Pour ce faire, on travaille à partir du produit protéique du gène. Rappelez-vous que dans notre description de la fabrication des protéines, nous avons dit qu'un gène était transcrit en ARN messager (ARNm), selon les simples règles de la complémentarité des bases. L'ARN messager est transporté hors du noyau et utilisé comme matrice pour la formation d'une chaîne d'acides aminés, qui se transforme en une protéine.
Nous pouvons isoler la protéine produite par le gène qui nous intéresse, et trouver quels sont les 30 premiers acides aminés de la protéine. Selon cette information, nous pouvons déterminer les 90 premiers nucléotides de cette matrice d'ARN messager de la protéine (n'oubliez pas que chaque triplet de nucléotides code pour un acide aminé, d'où le rapport 90:30). Et comme la matrice d'ARN messager est complémentaire du gène recherché, nous savons que notre sonde d'ADN devrait avoir une séquence complémentaire des 90 premiers nucléotides du gène recherché.
Pour construire une sonde d'ADN, nous utilisons une « machine à gènes » capable de synthétiser en quelques heures à peine une molécule courte d'ADN monocaténaire contenant la séquence voulue de nucléotides.
