Le séquençage de l’ADN consiste à déterminer la disposition des éléments chimiques appelés « nucléobases » tout au long de la chaîne de molécules d’ADN. Ce décodage des séquences génétiques montre aux scientifiques l’information génétique codée dans un segment d’ADN donné. Dans la double hélice de l’ADN, chacune des bases chimiques se lie toujours de la même manière, pour former des « paires de bases ». L’adénine (A) se lie toujours à la thymine (T) et la cytosine (C) se lie toujours à la guanine (G). Cet appariement est à la base du mécanisme par lequel les molécules d’ADN sont copiées au cours de la division cellulaire. L’appariement est à la base des méthodes utilisées pour le séquençage de l’ADN. Il existe différentes techniques de séquençage, utilisées à des fins différentes.
La capacité de l’ADN à coder l’information génétique est énorme : le nombre de configurations possibles d’un brin d’ADN composé de n nucléotides est de 4n. Selon les objectifs de l’analyse, il peut être nécessaire de révéler l’intégralité du génome d’un individu ou d’identifier uniquement la présence de certains gènes. Le processus par lequel la séquence complète d’ADN d’un génome est déterminée est appelé séquençage du génome entier. Le processus de détection de l’expression génétique de certains gènes prédéfinis à l’aide de lames de microscope contenant certaines séquences d’ADN ou certains gènes situés à des positions définies est appelé microréseau.
Qu’est-ce que le séquençage du génome entier ?
Le séquençage du génome entier est le processus par lequel la séquence complète de l’ADN du génome humain, animal, végétal, bactérien ou viral est déterminée simultanément. Le séquençage du génome entier permet de lire toutes les informations héréditaires d’un organisme vivant. Le résultat est une liste contenant la séquence brute des nucléotides de l’ensemble haploïde des chromosomes. Le séquençage du génome entier est un outil puissant pour diagnostiquer les maladies génétiques rares. Cependant, pour comprendre la signification médicale ou biologique des informations obtenues, une analyse plus approfondie est nécessaire.
En 2003, le génome humain a été entièrement déchiffré pour la première fois dans le cadre d’un programme de recherche international lancé en 1990, le projet du génome humain (HGP). Le génome humain contient environ 3 milliards de paires de bases et constitue l’ensemble complet des « instructions » de codage pour la création et la reproduction de chaque organisme. Le séquençage du génome entier génère une énorme quantité de données et nécessite une capacité de stockage et une puissance de calcul appropriées.
Qu’est-ce qu’une biopuce ?
La biopuce est une technologie de laboratoire pour la détection de l’expression des gènes, une bibliothèque particulière d’échantillons d’acides nucléiques synthétiques immobilisés, disposés dans l’espace sur une base solide. Elle utilise une lame de microscope avec certaines séquences d’ADN ou des gènes situés à des positions définies. Grâce à l’hybridation avec des séquences complémentaires, cette technologie permet de profiler et d’étudier simultanément le transcriptome (c’est-à-dire l’ensemble des molécules d’ARN exprimées dans une cellule).
La technologie des puces à ADN a été développée au milieu des années 1990. Cette technologie repose sur l’hybridation entre l’ADNc transcrit à l’envers à partir d’un échantillon cellulaire et une lame sur laquelle est fixée une sonde d’ADN complémentaire.
Au départ, les microréseaux étaient constitués de papier filtre avec des ADNc immobilisés. Depuis 1995, ils consistent en de courtes sondes synthétiques fixées à des endroits spécifiquement désignés sur la base solide (silicium ou verre).
Les puces à ADN sont utilisées dans le diagnostic des maladies pour la détection de certains gènes importants pour la maladie ou de leurs biomarqueurs. Ils sont également utilisés pour l’analyse des mutations, la détection des anomalies chromosomiques, le dépistage des polymorphismes d’un seul nucléotide et la détermination des modifications post-traductionnelles.
Le principe fondamental de cette méthode est la capacité des séquences d’ADN à s’apparier avec des séquences complémentaires par le biais de liaisons hydrogène. Le nombre élevé de paires de bases complémentaires garantit une liaison solide. Les séquences liées de manière non spécifique sont éliminées par lavage, tandis que les séquences fortement liées restent attachées à la puce.
Différence entre le séquençage du génome entier et les puces à ADN
Définition
Séquençage du génome entier : Le séquençage du génome entier est un processus de détermination de la séquence complète de l’ADN du génome humain, animal, végétal, bactérien ou viral.
Microréseau : Le processus de détection de l’expression génétique de gènes prédéfinis à l’aide de lames de microscope contenant certaines séquences d’ADN ou des gènes situés à des positions définies est appelé microréseau.
Principe
Séquençage du génome entier : Le séquençage du génome entier est une technique basée sur le séquençage.
Microréseau : La biopuce est une technique basée sur l’hybridation.
Résultats
Séquençage du génome entier : Le séquençage du génome entier identifie toutes les séquences d’un génome.
Microréseau : La biopuce identifie la présence de séquences prédéfinies.
Prix
Séquençage du génome entier : Le séquençage du génome entier est plus coûteux que les puces à ADN.
Microréseau : Les puces à ADN sont moins chères que le séquençage du génome entier.
Puissance de calcul
Séquençage du génome entier : Le séquençage du génome entier génère une énorme quantité de données et nécessite une capacité de stockage et une puissance de calcul appropriées.
Microréseau : Les puces à ADN définissent la présence ou l’absence de séquences prédéfinies et ne nécessitent pas une capacité de stockage et une puissance de calcul importantes.