Comment obtenir un échantillon d’ADN?
Décompression de l'ADN (I, Madprime [CC0], Wikimedia Commons).
Décompression de l'ADN (I, Madprime [CC0], Wikimedia Commons).
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Devenez biochimiste ! Apprenez à extraire l’ADN d’un oignon et découvrez à quoi ressemble l’ADN.
Vous Avez Besoin
- 120 ml d’eau
- 1,5 g de sel de table (environ 1,5 c. à thé ou 7,5 ml)
- 5 g de soda à pâte (environ 1 c. à thé ou 5 ml)
- 5 ml de savon à vaisselle (environ 1 c. à thé ou 5 ml)
- 10 ml d’isopropanol (alcool à friction) – en vente en pharmacie
- 1/8 d’oignon
- Couteau
- Petit bol
- 4 petits contenants de plastique (de préférence transparents)
- Filtre à café en papier
- Tige ou brochette
- Cuiller à thé
- Tasse à mesurer
- Cuiller ordinaire
Précautions à prendre!
Soyez prudents lorsque vous manipulez des objets coupants.
Portez des lunettes de sécurité pour bien protéger vos yeux
Mesures à prendre
- Préparez une solution d’extraction en mélangeant l’eau, le savon à vaisselle, le sel et le soda à pâte dans un contenant identifié : « solution d’extraction d’ADN ».
- Coupez l’oignon en petits morceaux et mettez-les dans un bol avec un peu d’eau. Avec le couteau, hachez finement l’oignon dans le bol et écrasez-le avec le dos d’une cuiller. La consistance finale devrait être proche de celle de la compote de pomme, mais légèrement moins lisse.
- Mélangez dans un contenant 4 cuillers à thé (20 ml) de mélange d’oignon avec 8 cuillers à thé de solution d’extraction d’ADN.
- Agitez vigoureusement avec la tige ou la brochette durant 5 minutes.
- Versez, en le passant à travers le filtre à café, le mélange d’oignon et de solution d’extraction dans un contenant propre. Conservez le liquide filtré et jetez le filtre avec le résidu d’oignon.
- Mesurez, avec la tasse à mesurer, environ 2 cuillers à thé (10 ml) du mélange d’oignon et de solution d’extraction et versez-le dans un autre contenant de plastique.
- Ajoutez le même volume d’isopropanol (2 cuillers à thé ou 10 ml) et agitez doucement avec la tige ou la brochette.
- Observez ce qui se passe pendant que vous brassez. De longs filaments d’ADN devraient apparaître dans la solution, qui devraient ressembler à de longues cordes blanches et fines. Essayez de les enrouler autour de la tige ou de la brochette pour les voir de plus près.
Découverte
Toutes les cellules vivantes, y compris celles des animaux, des bactéries, des champignons et des plantes, contiennent de l’ADN.
Une membrane, composée de lipides (gras) et de protéines, enveloppe chaque cellule. En coupant l’oignon en petits morceaux, les membranes des cellules se déchirent et s’ouvrent. L’ajout de la solution d’extraction aux membranes brisées fait en sorte que les lipides et les protéines se solubilisent (c’est-à-dire qu’elles sont dissoutes dans le liquide) en raison de l’action du détergent contenu dans le savon. Lorsque le mélange est passé dans le filtre à café, les débris restent prisonniers du filtre, alors que l’ADN dissous passe facilement à travers. Le soda à pâte agit comme un agent tampon qui conserve la solution à un pH (degré d’acidité ou de basicité) optimal pour l’ADN.
Le sel de la solution, combiné à l’isopropanol (dans lequel l’ADN n’est pas soluble), fait précipiter l’ADN, qui se trouve alors extrait de la solution liquide. Ainsi, l’ajout d’isopropanol permet de rendre l’ADN visible à l’œil nu. Si l’ADN était plongé dans l’eau, on aurait l’impression de le voir disparaître parce que l’ADN y est soluble.
L’extraction de l’ADN est une technique importante en biologie moléculaire. Avec la mise au point de nouvelles techniques d’extraction, les applications de l’extraction et du séquençage de l’ADN vont continuer de se multiplier. Voici quelques exemples d’applications qui existent actuellement :
- L’identification génétique : un procédé qui tire profit de l’unicité du code génétique d’une personne et qui tente d’associer un échantillon génétique avec sa source potentielle. Cette technique est employée par les scientifiques judiciaires.
- La modification génétique : certaines entreprises du domaine de l’agriculture utilisent l’extraction d’ADN pour modifier l’ADN de certaines espèces de plantes. Elles peuvent ainsi modifier les cultures pour augmenter leur tolérance ou leur résistance à certaines conditions. Par exemple, une céréale cultivée peut être modifiée pour mieux résister aux effets d’un herbicide (un produit qui tue les plantes), afin que l’herbicide n’élimine que les herbes non désirées.
- Le diagnostic médical : certaines affections comportent des marqueurs génétiques qui permettent aux scientifiques de détecter la présence ou l’absence d’une maladie à partir d’un échantillon d’ADN.
- Essayez de reproduire cette expérience avec des bananes à la place des oignons. Les oignons sont des organismes diploïdes, c’est-à-dire qu’ils ont deux ensembles de chromosomes (un en provenance de chaque parent). Les bananes sont triploïdes, et ont donc trois ensembles de chromosomes : deux reçus d’un des parents, et le troisième, de l’autre parent. Lorsque vous reproduisez l’expérience avec des bananes, observez-vous des différences d’aspect entre l’ADN de l’oignon et celui des bananes?
- Essayez avec d’autres fruits et végétaux et voyez ce qui se produit. Si vous prenez l’ADN d’un organisme tétraploïde (p. ex. la pomme de terre, le navet ou le chou), d’un organisme hexaploïde (p. ex. le kiwi) ou d’un organisme octaploïde (p. ex. la fraise), est-ce que l’ADN a un aspect différent? De quelle couleur est l’ADN extrait d’un kiwi ou d’une fraise?
Pour plus d’informations sur ce sujet, consultez ces ressources de Parlons sciences :
- Extraction de l’ADN (Documents d’information) - Les principales étapes de l’extraction d’ADN.
- Dommages et réparation à l'ADN (Documents d’information) - Ce document d’information explique les différents moyens dont se servent les cellules pour réparer les dommages à l’ADN.
- La classification de la vie : De la taxonomie linnéenne au code-barres génétique (Documents d’information) - Apprends-en davantage sur deux systèmes taxonomiques que les scientifiques utilisent pour classifier la vie qui nous entoure.
Qu’est-ce qui se passe?
Toutes les cellules vivantes, y compris celles des animaux, des bactéries, des champignons et des plantes, contiennent de l’ADN.
Une membrane, composée de lipides (gras) et de protéines, enveloppe chaque cellule. En coupant l’oignon en petits morceaux, les membranes des cellules se déchirent et s’ouvrent. L’ajout de la solution d’extraction aux membranes brisées fait en sorte que les lipides et les protéines se solubilisent (c’est-à-dire qu’elles sont dissoutes dans le liquide) en raison de l’action du détergent contenu dans le savon. Lorsque le mélange est passé dans le filtre à café, les débris restent prisonniers du filtre, alors que l’ADN dissous passe facilement à travers. Le soda à pâte agit comme un agent tampon qui conserve la solution à un pH (degré d’acidité ou de basicité) optimal pour l’ADN.
Le sel de la solution, combiné à l’isopropanol (dans lequel l’ADN n’est pas soluble), fait précipiter l’ADN, qui se trouve alors extrait de la solution liquide. Ainsi, l’ajout d’isopropanol permet de rendre l’ADN visible à l’œil nu. Si l’ADN était plongé dans l’eau, on aurait l’impression de le voir disparaître parce que l’ADN y est soluble.
Pourquoi est-ce important?
L’extraction de l’ADN est une technique importante en biologie moléculaire. Avec la mise au point de nouvelles techniques d’extraction, les applications de l’extraction et du séquençage de l’ADN vont continuer de se multiplier. Voici quelques exemples d’applications qui existent actuellement :
- L’identification génétique : un procédé qui tire profit de l’unicité du code génétique d’une personne et qui tente d’associer un échantillon génétique avec sa source potentielle. Cette technique est employée par les scientifiques judiciaires.
- La modification génétique : certaines entreprises du domaine de l’agriculture utilisent l’extraction d’ADN pour modifier l’ADN de certaines espèces de plantes. Elles peuvent ainsi modifier les cultures pour augmenter leur tolérance ou leur résistance à certaines conditions. Par exemple, une céréale cultivée peut être modifiée pour mieux résister aux effets d’un herbicide (un produit qui tue les plantes), afin que l’herbicide n’élimine que les herbes non désirées.
- Le diagnostic médical : certaines affections comportent des marqueurs génétiques qui permettent aux scientifiques de détecter la présence ou l’absence d’une maladie à partir d’un échantillon d’ADN.
Aller plus loin
- Essayez de reproduire cette expérience avec des bananes à la place des oignons. Les oignons sont des organismes diploïdes, c’est-à-dire qu’ils ont deux ensembles de chromosomes (un en provenance de chaque parent). Les bananes sont triploïdes, et ont donc trois ensembles de chromosomes : deux reçus d’un des parents, et le troisième, de l’autre parent. Lorsque vous reproduisez l’expérience avec des bananes, observez-vous des différences d’aspect entre l’ADN de l’oignon et celui des bananes?
- Essayez avec d’autres fruits et végétaux et voyez ce qui se produit. Si vous prenez l’ADN d’un organisme tétraploïde (p. ex. la pomme de terre, le navet ou le chou), d’un organisme hexaploïde (p. ex. le kiwi) ou d’un organisme octaploïde (p. ex. la fraise), est-ce que l’ADN a un aspect différent? De quelle couleur est l’ADN extrait d’un kiwi ou d’une fraise?
Pour plus d’informations sur ce sujet, consultez ces ressources de Parlons sciences :
- Extraction de l’ADN (Documents d’information) - Les principales étapes de l’extraction d’ADN.
- Dommages et réparation à l'ADN (Documents d’information) - Ce document d’information explique les différents moyens dont se servent les cellules pour réparer les dommages à l’ADN.
- La classification de la vie : De la taxonomie linnéenne au code-barres génétique (Documents d’information) - Apprends-en davantage sur deux systèmes taxonomiques que les scientifiques utilisent pour classifier la vie qui nous entoure.