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Extraction de l'ADN d'une banane
Apprendre en s'amusant Si la biochimie moléculaire est une science appliquée qui requiert une instrumentation très lourde, rappelez-vous le séquençage du génome humain, l'expérience suivante va nous démontrer qu'en utilisant des produits courants nous pouvons facilement extraire l'ADN d'une banane. L'ADN est une macromolécule contenant chez l'homme 12 milliards d'atomes répartis dans 3 milliards de paires de nucléotides constitués d'acide aminés. L'ensemble forme les 46 chromosomes et résident dans le noyau de toute cellule (épiderme, sang, cheveux, etc). On retrouve évidemment l'ADN chez tous les êtres vivants en quantité plus ou moins importante, du plancton au lion en passant par la banane. Même les bactéries, organismes procaryotes (sans noyau) disposent d'un chromosome de nature ADN. Chez l'homme, l’extension complète de l’ADN forme un fil de plus d’1.20 m de long et de 1.27x10-14 mm de largeur qui tient à l’aise dans un centimètre cube au fond d’une éprouvette ! Cette dimension n’est pas exceptionnelle. La longueur de l’ADN des oiseaux atteint 30 cm et celle de la grenouille peut atteindre 2.40 m ! Extraire l'ADN d'une cellule n'est pas évident car la cellule protège farouchement ce patrimoine héréditaire. Il faut tout d'abord utiliser une substance capable de traverser la couche de protection de la membrane cellulaire constituée de lipides (graisses). Elle doit donc dissoudre ou écarter ce maillage pour pénéter dans l'enceinte de la celllule. Si la traversée du cytoplasme ne pose pas de problème, il faut ensuite pénétrer dans le noyau de la cellule. Mais l'ADN n'est pas isolé. Il est entouré par des protéines qui doivent être éliminées. On appelle ce mécanisme la purification de l'ADN. Enfin, au cours de l'expérience, le bain dans lequel est plongé l'ADN contient également toutes les substances qui ont servi à l'extraire. Il faut donc trouver une méthode pour séparer l'ADN du milieu liquide. C'est la précipitation. Ce n'est qu'au terme de cette étape que nous aurons isolé l'ADN. En fonction de la nature et de la densité de la cellule, la procédure est plus ou moins complexe ou chère. En effet, on comprendra facilement que l'extraction de l'ADN d'un chêne par exemple sera plus difficile que celui d'une banane car le milieu solide doit d'abord être réduit en poudre ou dissous mais sans détruire la longue chaîne d'ADN. Si de plus la substance est rare ou l'échantillon disponible en très faible quantité, l'opération peut s'avérer plus délicate. Nous allons donc prendre une banane car non seulement c'est un fruit commun et bon marché mais elle se transforme très facilement en purée et se décompose tout aussi facilement avec des produits d'usage courant. L'expérience ne dure que quelques minutes mais il faut ajouter une étape de repos intermédiaire d'au moins 3 heures, si bien que l'expérience prend une demi-journée.
Ingrédients 1/2 éprouvette de purée de banane, 1 cueillère à café de jus d'ananas Quelques gouttes de savon liquide de vaisselle, 10 cc d'alcool à brûler (ou de l'alcool à 90°) 10 cl d'eau, deux cueillères à café de sel de cuisine 1 mixer, 2 éprouvettes, une passoire. Remarques Vous pouvez éventuellement doubler les quantités de réactifs pour accélérer la réaction. Faites une première expérience et vous verrez si le résultat est probant. Faites attention en manipulant l'alcool à brûler. C'est le produit qu'on utilise pour alimenter certaines fondues ou les barbecues notamment. Il est très inflammable. Il ne produit aucun effet au contact de la peau mais évitez de l'approcher d'une flamme (il n'y en pas dans cette expérience). Vous pouvez également utiliser de l'alcool à 90° ou supérieur. Servant de base à l'élaboration des alcools de fruits, au détail il ne s'achète qu'en demi-litre et se vend dix fois plus cher (~15 euros) que l'alcool à brûler. Mais comme il n'en faut qu'une très petite quantité, vos parents (ou madame) ne vous empêcheront sans doute pas de l'utiliser. A
voir : Extraction
de l'ADN de la salive Procédure 1°. Mélanger dans un mixer la chair d'une banane avec un peu d'eau et du sel. Ne mixer que durant 2 secondes seulement et répéter l'opération 2 ou 3 fois. Il ne doit plus y avoir de morceaux mais il ne faut pas non plus réduire la pâte en bouillie. Ce coup de mixer doit donner un choc, fragiliser les cellules de banane. Le sel sert à séparer les cellules de la pulpe et à éclater les cellules qui contiennent beaucoup d'eau. 2°. Filtrer la mixture dans une passoire et remplissez 1/2 éprouvette avec cette pâte liquéfiée. Laisser reposer durant 3 heures, le temps que le sel agissse. 3°. Ajouter 2-3 gouttes de savon liquide de vaisselle. Il va servir à dissoudre la matière grasse contenue dans la membrane cellulaire et diluer son contenu 4°. Versez une cuillère à café de jus d'ananas sur la préparation. Le contact des enzymes va détruire les protéines de la banane et purifier l'ADN. Remuer doucement la solution mais en évitant de la secouer trop fort pour ne pas morceller ou détruire les chaînes d'ADN. 5°. Versez la même quantité d'alcool à brûler qu'il y a de préparation (s'il ne reste pas 1/2 volume disponible, déversez un peu de la préparation). L'alcool va contraindre les brins d'ADN a se regrouper et former une pelotte non soluble. Vous allez observer ce qu'on appelle des "méduses" tomber au fond de l'éprouvette, c'est la précipitation de l'ADN. A la fin de la réaction vous pourrez facilement extraire l'ADN de l'éprouvette. Vous avez réussi ! L'expérience est terminée. Et comme le disait mon professeur de chimie, vous avez une semaine pour rédiger le rapport de cette expérience. Je recueillerai les copies au cours du prochain laboratoire. Pour plus d'informations How to Extract DNA From Fruits, G. Carboni L’anatomie et les fonctions des cellules (sur ce site). |
