Le clonage
Secondaire 4
Le clonage est un processus qui permet la copie d’un organisme en tout ou en partie (ex. gène, cellule, tissu, etc.).
Le clone obtenu est généralement génétiquement identique à l’organisme parent. Ceci dit, on peut effectuer des manipulations génétiques pour obtenir un clone génétiquement modifié.
Le clonage peut s’effectuer autant de façon naturelle qu’artificielle. Ces deux types de clonages comportent des avantages et des inconvénients.
Le clonage naturel
La reproduction asexuée comprend un ensemble de processus qui peuvent être qualifiés de clonage naturel.
Le clonage naturel est un type de clonage effectué sans intervention technologique ou humaine.
Chez les végétaux, des processus de reproduction asexuée (comme le bouturage ou le marcottage) permettent aux plantes de créer un clone, soit un individu dont le bagage génétique est identique à celui de son parent.
Attention!
Le bouturage est une technique de clonage naturel. Par contre, s’il est effectué à l’aide d’une intervention technologique ou humaine, le bouturage devient une technique de clonage artificiel.
Le fraisier produit des stolons, soit des tiges qui lui permettent de se reproduire par marcottage. Le nouveau plant issu de ce stolon est un clone du plant parent.
Adapté de Marco de Benedictis, Shutterstock.com
Chez les animaux, des processus comme la parthénogenèse ou le bourgeonnement permettent également d’engendrer des organismes ayant le même bagage génétique.
Le dragon de Komodo est un animal ovovivipare qui a la capacité de se reproduire de façon asexuée à l’aide de la parthénogenèse. Lors de ce processus, les œufs non fécondés génèrent des clones de la mère.
Sergey Uryadnikov, Shutterstock.com
L’hydre est un animal d’eau douce qui peut produire des clones par bourgeonnement. Le bourgeon se sépare alors du parent pour donner un individu clone.
Adapté de Rattiya Thongdumhyu, Shutterstock.com
En plus des animaux et des végétaux, d’autres organismes pluricellulaires (comme certains champignons) peuvent effectuer du clonage naturel. De plus, la division cellulaire par mitose peut permettre à certaines cellules d’un organisme pluricellulaire de produire des clones d’elles-mêmes.
Lorsque la peau est abimée, celle-ci commence un processus de réparation. Lors de ce processus, les cellules somatiques de la peau se clonent par mitose afin de remplacer les cellules endommagées, contribuant ainsi à guérir la plaie.
Andrii Spy_k, Shutterstock.com
Les bactéries, les levures et les algues sont des organismes qui comprennent énormément d’espèces unicellulaires capables de se reproduire par clonage naturel.
La bactérie Escherichia coli se reproduit de façon asexuée. Elle engendre alors un clone. C’est également le cas de la levure Saccharomyces cerevisiae et de l’algue unicellulaire Phacus pleuronectes.
L’algue unicellulaire Phacus pleuronectes
Lebendkulturen.de, Shutterstock.com
Le clonage artificiel
Le clonage artificiel est un type de clonage effectué grâce à l’intervention technologique ou humaine.
Il existe plusieurs types de clonage artificiel.
Le clonage reproductif
Le clonage reproductif est un type de clonage artificiel qui permet de reproduire un organisme complet.
Le clonage reproductif concerne notamment les animaux et les végétaux.
Dans le cas des animaux, le clonage reproductif permet d’obtenir un embryon clone qui sera implanté dans une mère porteuse pour se développer. La mère porteuse donnera naissance à l’individu cloné.
En 1996, des biologistes écossais ont effectué le clonage du premier mammifère à partir de cellules somatiques : il s’agit de la célèbre brebis Dolly.
La brebis Dolly
Keith Heaton, Shutterstock.com
Afin de donner naissance à Dolly, les biologistes ont effectué les étapes suivantes :
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prélever un ovocyte d’une brebis donneuse (brebis n° 1);
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retirer le noyau de cet ovocyte;
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remplacer le noyau de cet ovocyte par le noyau d’une cellule somatique d’une autre brebis (brebis n° 2), afin que ce nouvel ovocyte comprenne un bagage génétique complet;
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provoquer la division cellulaire de ce nouvel ovocyte afin qu’il puisse engendrer un embryon;
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implanter l’embryon dans une brebis porteuse qui donnera naissance à Dolly quelques mois plus tard.
Puisque le matériel génétique de Dolly provient du noyau de la cellule somatique de la brebis n° 2, Dolly est un clone de cette brebis.
Afin de réussir cette expérience, celle-ci a dû être effectuée plus de 200 fois!
Le clonage de la brebis Dolly
Le clonage reproductif est davantage employé pour la production de végétaux que pour la reproduction des animaux. Notamment, il permet de fournir des milliers de copies de céréales, de fruits ou de légumes particuliers aux agriculteurs.
Un plant de maïs particulièrement résistant aux aléas météorologiques peut être cultivé en laboratoire pour créer des milliers de plantules clones qui seront plantées par la suite dans différentes régions du monde.
Le clonage d’une plante céréalière
Aujourd’hui, le clonage reproductif est notamment employé pour conserver des espèces rares ou encore pour sélectionner des propriétés avantageuses d’une espèce, comme la résistance à certaines maladies, la résistance à la chaleur extrême, etc.
Le clonage thérapeutique
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Le clonage thérapeutique est un type de clonage artificiel qui permet de reproduire une partie d’un organisme (généralement des cellules ou des tissus) à partir de cellules souches.
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Une cellule souche est une cellule non différenciée qui a la capacité de générer différents types de cellules spécialisées (cellule musculaire, neurone). De plus, une cellule souche a une grande capacité à se reproduire.
Afin de cloner une partie d’un organisme par clonage thérapeutique, on procède généralement comme suit :
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on prélève des cellules souches (provenant de moelle osseuse, de cordon ombilical, d’embryons clonés ou de multiples autres sources);
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on cultive ces cellules souches afin de multiplier leur nombre;
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on récolte ces cellules souches et on leur fait subir un traitement afin qu’elles produisent un type de cellules ou un type de tissus spécifiques; c’est ce qu’on nomme la différenciation cellulaire.
Les cellules ou tissus obtenus peuvent ensuite servir à la recherche médicale, à traiter un patient ou à d’autres fins.
En date de 2022, aucun organe complet n’avait été généré à l’aide du clonage thérapeutique.
La production de cellules différenciées et de tissus à partir du clonage de cellules souches
Le clonage de gènes
Le clonage de gènes, aussi appelé clonage d’ADN ou clonage génique, est un type de clonage artificiel qui permet de produire des copies d’un gène (portion d’ADN) ou, plus rarement, des copies d’ADN complet.
Cloner un ou plusieurs gènes peut avoir des applications variées.
Une protéine est connue pour diminuer significativement la taille des caillots sanguins. Afin d’employer cette protéine en tant que médicament, il faut pouvoir la produire à grande échelle. Pour ce faire, des chercheurs ont identifié le gène responsable de la synthèse de cette protéine. Le gène d’intérêt est extrait, puis inséré dans une bactérie. La multiplication rapide de la bactérie au cours de son cycle de vie permet de cloner le gène en grande quantité. Ce gène permet alors aux multiples bactéries de synthétiser une quantité significative de la protéine d’intérêt. On peut ainsi procéder à la récolte des protéines et produire les traitements médicaux nécessaires.
Le clonage d’un gène pour l’obtention de traitements médicaux à base de protéines
L’insuline et les hormones de croissance sont d’autres exemples de composés synthétisés en utilisant ce type de procédé.
Si une plante donnée est particulièrement résistante à la chaleur, on peut identifier et cloner le gène responsable de cette caractéristique. On insère ensuite le gène cloné dans le code génétique d’une autre plante afin qu’elle soit, elle aussi, plus résistante à la chaleur.
L’utilisation du clonage pour la modification génétique d’une plante
On peut voir que le clonage de gènes peut être employé pour compléter des techniques de clonage reproductif. En effet, on peut cloner des gènes qui seront par la suite employés pour créer un organisme complet génétiquement modifié.
Les avantages et les inconvénients du clonage
Le tableau suivant présente les principaux avantages et inconvénients du clonage naturel et du clonage artificiel.
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Type de clonage |
Avantages |
Inconvénients |
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Clonage naturel |
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Clonage artificiel |
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