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LA PRODUCTION D’HORMONES République Algérienne Démocratique et Populaire Minist

LA PRODUCTION D’HORMONES République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur Et de la Recherche Scientifique Université de Jijel Préparé par: Bouhelais Fella Benamoura Wissem  boudergi Amira Proposé par : Mme.Bousdira « Année universitaire 2010/2011 » Plan de travail: Introduction Définition des organismes génétiquement modifie. Définition des hormones. Les principaux hôtes utilisés pour la synthèse des hormones. Les différents types d’hormones: 1- L'insuline: 2- l’ hormone de croissance 3- les interférons: 4- les interleukines Conclusion Les références bibliographiques Introduction Définition des organismes génétiquement modifie. Définition des hormones. Les principaux hôtes utilisés pour la synthèse des hormones. Les différents types d’hormones: 1- L'insuline: 2- l’ hormone de croissance 3- les interférons: 4- les interleukines Conclusion Les références bibliographiques Introduction:  Les microorganismes ont toujours eu une forte influence sur l’espèce humaine au niveau de sa santé et de son alimentation, leur importance s’étend aujourd’hui à des domaines liés à la production industrielle.  La construction de microorganismes génétiquement modifiés, principalement des bactéries (E. Coli) et des levures (Saccharomyces cerevisiae) est à la base d’une grande partie des découvertes fondamentale en biologie.  Les microorganismes ont toujours eu une forte influence sur l’espèce humaine au niveau de sa santé et de son alimentation, leur importance s’étend aujourd’hui à des domaines liés à la production industrielle.  La construction de microorganismes génétiquement modifiés, principalement des bactéries (E. Coli) et des levures (Saccharomyces cerevisiae) est à la base d’une grande partie des découvertes fondamentale en biologie.  A partir des années 80, certains d’entre eux, exploités dans des conditions de confinement maîtrisées, ont été utilisé pour produire des molécules d’intérêt médical tel que des hormones et des vaccins, il s’agit d’exploiter des organismes transgéniques comme micro usines métaboliques pour fabriquer des produits qui sont, après purification, commercialisés comme n’importe quelle substance chimique.(1) Définition des hormones:  hormonemodification  Le terme hormone (du grec« j'excite ») fait son apparition en 1905.  Une hormone est une substance naturelle constituée par des protéines et dont le rôle physiologique spécifique est la modification (régulation) du fonctionnement des cellules constituant d’un tissu. (1) La production d'hormones par génie génétique: 1/Les principaux hôtes utilisés pour la synthèse des hormones: La plupart des clonages moléculaires sont effectuées dans E.coli, malgré qu’elle a plusieurs inconvénients comme le potentiel F pathogène de souches sauvages et la synthèse d'endotoxines susceptibles de contaminer les produits finis. Cependant, des souches d’E.coli modifiées ont été développées pour éliminer ces problèmes. Ainsi grâce à sa génétique et sa biochimie très bien connues, E.coli reste l'organisme de choix pour la plupart des études de clonage. 1/Les principaux hôtes utilisés pour la synthèse des hormones: La plupart des clonages moléculaires sont effectuées dans E.coli, malgré qu’elle a plusieurs inconvénients comme le potentiel F pathogène de souches sauvages et la synthèse d'endotoxines susceptibles de contaminer les produits finis. Cependant, des souches d’E.coli modifiées ont été développées pour éliminer ces problèmes. Ainsi grâce à sa génétique et sa biochimie très bien connues, E.coli reste l'organisme de choix pour la plupart des études de clonage.  Bacillus subtilis, est également utilisée comme hôte de clonage. Ce microorganisme n'est pas pathogène, ne produit pas d'endotoxines mais produit des spores.  Le clonage dans des microorganismes eucaryotes a des applications importantes dont la compréhension des mécanismes de régulation génétique des systèmes eucaryotes. La levure Saccharomyces cerevisiae a été bien étudiée et est largement utilisée comme hôte de clonage.(11) Les différents types d’hormones produit par les microorganismes : 1- L'insuline: a/ Définition: C'est une hormone de nature protéique produite par le pancréas , elle joue un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme des glucides chez les mammifères . Son déficit entraîne le diabète. La découverte de l’insuline : L’insuline est découverte pour la première fois par Banding et Best en 1921 chez les patients diabétiques dont le taux élevé du sucre est due à une faible production de l’insuline. (4) 1- L'insuline: a/ Définition: C'est une hormone de nature protéique produite par le pancréas , elle joue un rôle essentiel dans la régulation du métabolisme des glucides chez les mammifères . Son déficit entraîne le diabète. La découverte de l’insuline : L’insuline est découverte pour la première fois par Banding et Best en 1921 chez les patients diabétiques dont le taux élevé du sucre est due à une faible production de l’insuline. (4) Chimiquement: l'insuline est une petite protéine simple. Il est composé de 51 acides aminés, dont 30 constituent une chaîne polypeptidique (B), et 21 comprennent une deuxième chaîne (A). Les deux chaînes sont reliées par des ponts disulfures.(4) Fig. 1. Source: Chance, R. and Frank B. - Research, development, production and safety of Biosynthetic Human Insulin. b/Structure moléculaire d'insuline: c/L’insuline des microorganismes génétiquement modifiés Jusqu'à une période récente, l'insuline utilisée dans le traitement des diabétiques issue du porc et des bovins mais cette insuline a des inconvénients:  Ce n'est précisément la même que l'insuline d'un point de vue structural et elle n'est de ce fait pas aussi efficace.  De plus, ces préparations d'insuline contiennent des protéines animales susceptibles de provoquer des réactions allergiques chez certains diabétiques. (5)  Depuis 1984, la production industrielle d'insuline humaine est réalisée par Escherichia coli génétiquement modifiées.(6) Il est intéressant de noter que la production de l’insuline fut la première application industrielle de ce genre. Ce fut effectivement la première fois qu’une bactérie possède un gène humain allait être utilisée comme moyen de production d’une molécule dont l’usage serait accepté chez les humains.(5) La production d’insuline: Pour la synthèse de l’insuline par les microorganismes génétiquement modifiés on passe par les étapes suivantes : 1- Recherche et identification : a/L’identification et l’isolement de fragment d’ADN humain qui code pour l’insuline : Celui-ci est généralement réduit par digestion enzymatique à l’aide d’enzymes de restriction sous la forme de petits fragments facilement manipulables. Actuellement il est possible de synthétiser chimiquement la séquence d’ADN qui code pour les chaînes A et B de l’insuline.(11) Pour la synthèse de l’insuline par les microorganismes génétiquement modifiés on passe par les étapes suivantes : 1- Recherche et identification : a/L’identification et l’isolement de fragment d’ADN humain qui code pour l’insuline : Celui-ci est généralement réduit par digestion enzymatique à l’aide d’enzymes de restriction sous la forme de petits fragments facilement manipulables. Actuellement il est possible de synthétiser chimiquement la séquence d’ADN qui code pour les chaînes A et B de l’insuline.(11) 2. L’insertion du fragment d’ADN humain dans le plasmide d’Escherichia Coli (le vecteur): Après l’isolement et l’identification des 02 chaînes A et B,elles sont ensuite insérés dans le gène d’une enzyme bactérienne ( β-galactosidase) qui est transporté dans le plasmide vecteur.(4) 3. La transformation dans la bactérie (Escherichia Coli) :  Les plasmides recombinants sont ensuite introduits dans des cellules E. coli.  La transformation se fait par différentes méthodes. par exemple :on met l’ensemble des plasmides recombinants et des bactéries dans une solution qui contient un bouillon nutritif et une solution de chlorure de calcium, ce dernier fragilise la paroi bactérienne et permet l’entrée des plasmides.  L'utilisation pratique de la technologie de l'ADN recombinant dans la synthèse de l'insuline humaine nécessite des millions d'exemplaires de la bactérie dont le plasmide a été combiné avec le gène de l'insuline de façon à produire l'insuline.  Le gène de l'insuline est exprimé comme il réplique avec la β- galactosidase dans les cellules subissant la mitose. (4) 4. La sélection: la selection aussi se fait par différentes méthodes, elle consiste à isoler les microorganismes (cellules) transgéniques qui possèdent le plasmide recombinant. Après la sélection on passe à une culture de ces bactéries au niveau du laboratoire pour voir si ces bactéries vraiment produisent de l’insuline. Si on a une production de l’insuline on passe à l’étape des essais cliniques de cette substance. II- Les essais cliniques :  Les essais cliniques permettent de vérifier l’innocuité, l’immunogénicité et/ou l’efficacité du produit au sein de la population à la quelle il est destiné. Généralement on réalise des tests sur les animaux du laboratoire. Si les résultats sont favorables, on réalise d’autres tests sur les animaux supérieurs et les humains. Si les résultats sont favorables on passe à la fermentation industrielle. III/ la fabrication de l’insuline:  Lorsqu’on est sure de la construction génétique du produit et qu’on est parvenir à obtenir une quantité raisonnable,il faut abandonner des fermenteurs de 100 litre ou plus pour réaliser la fermentation.  Idéalement, le procédé devrait être simple, fonctionne du premier coup et donne un rendement au moins équivalent à celui obtenu à petite échelle au laboratoire. Il est rare que l’on passe directement du flacon de laboratoire au fermenteur industriel, en particulier en ce qui concerne un produit aussi en demande que l’insuline humaine.  Dans ce cas, on s’est servi d’un fermenteur de 20 litres pour déterminer les conditions de fermentation c'est-à-dire la composition du milieu de culture, les éléments chimiques utilisés, l’importance de l’inoculum, les facteurs de croissance, le pH et la concentration d’oxygène dissout ainsi que le moment où la récolte donnerait uploads/Industriel/ diapositive-1-10.pdf