Organisme génétiquement modifié - Définition et Explications

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Introduction

Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme vivant dont le patrimoine génétique (La génétique (du grec genno γεννώ = donner naissance) est la science qui étudie l'hérédité et les gènes.) a été modifié par l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo sapiens) ou plus simplement « Homme ». Par distinction, l'homme prépubère est appelé un garçon, tandis...). Suivant les législations, les moyens permettant ces modifications vont de la sélection aux méthodes de génie génétique (Le génie génétique (ou ingénierie génétique) est un ensemble de techniques, faisant partie de la biologie moléculaire et...). Ces dernières méthodes permettent de modifier des organismes par transgénèse, c’est-à-dire l'insertion dans le génome (Le génome est l'ensemble du matériel génétique d'un individu ou d'une espèce codé dans son ADN (à l'exception de certains virus dont le génome est porté par des...) d’un ou de plusieurs nouveaux gènes. Un « organisme transgénique », terme qui désigne les organismes qui contiennent dans leur génome des gènes « étrangers », est donc toujours un organisme génétiquement modifié (Un organisme génétiquement modifié (OGM) est un organisme vivant dont le patrimoine génétique a été modifié par l'homme. Suivant les...), l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est...) n'étant pas toujours vrai.

La mise en œuvre de transgénèses permet un transfert de gènes héritables entre espèces évolutivement très séparées (par exemple un gène (Un gène est une séquence d'acide désoxyribonucléique (ADN) qui spécifie la synthèse d'une chaîne de polypeptide ou d'un acide ribonucléique (ARN) fonctionnel....) prélevé sur le ver (Les vers constituent un groupe très hétérogène d'animaux invertébrés qui partagent une caractéristique commune, à savoir un corps mou, flexible, de forme allongée...) luisant et transféré chez le taureau). L'aspect novateur de ces nouvelles techniques ainsi que leurs applications potentielles, notamment dans les secteurs médical et agricole, ont engagé une réflexion éthique. Au sein des biotechnologies, les OGM sont un domaine de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) qui fait depuis les années 1990 l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini par les...) de nombreux investissements en recherche et développement à partir de financements tant publics que privés.

Si certains OGM peuvent présenter des risques, principalement vis-à-vis de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) (production de molécules non désirées) ou de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme...) (dissémination non désirée de gènes), certaines organisations scientifiques internationales, et notamment le Conseil international pour la science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que...), affirment que les OGM commercialisés ne sont pas dangereux pour la santé humaine, et que les risques de dissémination sont correctement contrôlés. D'autres, par exemple le Comité de recherche et d'information indépendantes sur le génie génétique (CRIIGEN) pour la France, ou le Independant Science Panel (Le panel est un groupe de personnes interrogées régulièrement sur leurs opinions ou leurs attitudes. Les personnes peuvent participer aux enquêtes par courrier, téléphone ou, de plus en plus souvent, via un site web...) au Royaume-Uni estiment que les études auxquelles les organismes d'accréditation font références sont insuffisantes, et que dans le domaine des cultures en plein champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) les précautions prises ne permettent pas d'éviter la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) génétique de l'environnement. Elles sont relayées en ce sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie humaine. Par une évolution progressive allant du ralentissement du...) par les partisans du mouvement anti-OGM.

Inexistantes en 1993, les surfaces cultivées OGM (soja, maïs (Le maïs (aussi appelé blé d’Inde au Canada) est une plante tropicale herbacée annuelle de la famille des Poacées, largement cultivée comme céréale pour ses grains riches en amidon,...), coton…) n'ont cessé d'être en expansion et avoisinent en 2007 les 114 millions d'hectares, soit plus de 7% du milliard (Un milliard (1 000 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf millions neuf cent quatre-vingt-dix-neuf mille neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) et demi d'hectares de terres cultivées.

En mai 2010, le journal Science rapporte la réalisation du premier organisme génétiquement modifié dont l'intégralité du génome a été conçu par des scientifiques.

Quels organismes sont des organismes génétiquement modifiés ?

Dans toute l'acception du terme, un « Organisme génétiquement modifié » est un organisme vivant (micro-organisme, végétal (Les classifications scientifiques classiques regroupent sous le terme végétal ([veʒetal]/[veʒeto]) plusieurs lignées d'organismes vivants...) ou animal) dont le génome a été modifié artificiellement. Cette acception inclut toutes les voies possibles de modification de l'information génétique, allant de la méthode des croisements aux outils du génie génétique.

D'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) législatif, un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste le plus souvent...) et d'organisations utilisent une définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les définitions nominales.) plus restrictive en référence à celle précisée lors du Protocole de Carthagène sur la prévention (La prévention est une attitude et/ou l'ensemble de mesures à prendre pour éviter qu'une situation (sociale, environnementale, économique..) ne se dégrade, ou qu'un...) des risques biotechnologiques et qui entend par « Organisme vivant modifié » « tout organisme vivant possédant une combinaison (Une combinaison peut être :) de matériel génétique inédite obtenue par recours à la biotechnologie (L’OCDE définit les biotechnologies comme "l’application de la science et de la technologie aux organismes vivants à d’autres matériaux vivants ou non vivants, pour la production de savoir, biens et services.") moderne ». Cependant, cette definition n'est pas reconnue universellement. Certains pays, dont les États-Unis, ne font pas de ce recours à la biotechnologie moderne une notion discriminante. Ainsi, si l’Union européenne, dans la directive 2001/18/CE définit un OGM comme « un organisme, à l'exception des êtres humains, dont le matériel génétique a été modifié d'une manière qui ne s'effectue pas naturellement par multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire avec l'addition, la soustraction et la division .) et/ou par recombinaison naturelle » et si l’OCDE définit les OGM comme : «  a plant or animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire qu’il se...) micro-organism or virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme...), which has been genetically engineered or modified », les États-Unis considèrent qu'un OGM est un organisme ayant subi un « changement dans le matériel génétique [...], que ce soit par l'intermédiaire de la sélection classique, du génie génétique [ou] de la mutagenèse ». Certains pays, comme par exemple le Canada, même s'ils acceptent la définition « restrictive », appliquent aux « OGM » la même règlementation que celle qui a cours pour les produits modifiés par des méthodes classiques.

Les controverses qui s'expriment à l'égard des « OGM » portent essentiellement sur ceux qui relèvent de la définition « restrictive », soit ceux obtenus par génie génétique.

La transgénèse est l'opération de génie génétique la plus couramment utilisée pour l'obtention d'« OGM ». Ainsi, organisme transgénique, est souvent utilisé comme synonyme d' organisme génétiquement modifié. Cependant, si un « organisme transgénique » est toujours un « organisme génétiquement modifié », un « organisme génétiquement modifié » n'est pas toujours un « organisme transgénique ».

L'intervention humaine conduisant à fabriquer des OGM consiste dans la majorité des cas à ajouter une petite portion d'ADN d'un organisme dans l'ADN d'un autre organisme (transgénèse). Les techniques sont :

  1. techniques de recombinaison de l'ADN impliquant la formation de nouvelles combinaisons de matériel génétique par l'insertion de molécules d'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique complémentaire, les bases.) nucléique, produites de n'importe quelle façon hors d'un organisme, à l'intérieur de tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) virus, plasmide (Un plasmide désigne en microbiologie ou en biologie moléculaire une molécule d'ADN disctincte de l'ADN chromosomique, capable de réplication autonome. Le terme plasmide fut introduit par le biologiste moléculaire américain Joshua...) bactérien ou autre système vecteur (En mathématiques, un vecteur est un élément d'un espace vectoriel, ce qui permet d'effectuer des opérations d'addition et de multiplication par un scalaire. Un n-uplet peut constituer un exemple de...) et leur incorporation dans un organisme hôte à l'intérieur duquel elles n'apparaissent pas de façon naturelle, mais où elles peuvent se multiplier de façon continue ;
  2. techniques impliquant l'incorporation directe dans un organisme de matériel héréditaire préparé à l'extérieur de l'organisme, y compris la micro-injection, la macro-injection et le microencapsulation ;
  3. techniques de fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée de molécules toutes identiques, la fusion s'effectue à...) cellulaire (y compris la fusion de protoplastes) ou d'hybridation dans lesquelles des cellules vivantes présentant de nouvelles combinaisons de matériel génétique héréditaire sont constituées par la fusion de deux cellules ou davantage au moyen de méthodes qui ne sont pas mises en œuvre de façon naturelle.

Selon la définition adoptée par l’Union européenne, les techniques de modifications génétiques à exclure de son champ d'application sont :

  • la mutagenèse,
  • la fusion cellulaire (y compris la fusion de protoplastes) de cellules végétales d'organismes qui peuvent échanger du matériel génétique par des méthodes de sélection traditionnelles.
  • la fécondation (La fécondation, pour les êtres vivants organisés, est le stade de la reproduction sexuée consistant en une fusion des gamètes mâle et femelle en une cellule unique nommée zygote. Elle a été...) in vitro,
  • les processus naturels tels que la conjugaison, la transduction, la transformation, ou l'induction polyploïde. (sauf emploi d'acide nucléique recombinant ou d'OGM déjà obtenu)

Les différents OGM

En théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) chaque organisme vivant peut être modifié par génie génétique, encore faut-il que les outils soient disponibles pour chaque espèce, ou que cela ait un intérêt scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les...) ou commercial (Un commercial (une commerciale) est une personne dont le métier est lié à la vente.). L'immense majorité des OGM sont crées dans un but purement scientifique. La modification du génome d'un organisme est aujourd'hui l'un des outils les plus utilisés pour comprendre le fonctionnement d'un organisme.

De nombreux micro-organismes (bactéries, algues, levures) sont relativement faciles à modifier et à cultiver, et sont un moyen relativement économique pour produire des protéines particulières à visée médicale: insuline (L'insuline (du latin insula, île) est une hormone peptidique sécrétée par les cellules β des îlots de Langerhans du pancréas. Elle a, avec le...), hormone de croissance (L'hormone de croissance, somatropine ou somatotropine, est une hormone polypeptidique secrétée par la partie antérieure de l'hypophyse,...), etc. Des essais sont également menés dans le même but à partir de mammifères, en visant la production de la protéine recherchée dans le lait, facile à recueillir et traiter.Les protéines ainsi obtenues, dites recombinantes ne sont pas elles-mêmes des OGM.

Les principales plantes cultivées (soja, maïs, coton, tabac…) ont des versions génétiquement modifiées, avec de nouvelles propriétés agricoles : résistance aux insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les insectes...), résistance à un herbicide (Un produit herbicide est défini comme une substance active ou une préparation ayant la propriété de tuer les végétaux.), enrichissement en composants nutritifs. Cependant, dans le contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte...) agro-alimentaire, ces affirmations suscitent des controverses .

Les principales plantes OGM cultivées en 2006 sont le soja (Le soja, ou soya, est une plante grimpante de la famille des Fabacées, du genre Glycine (à ne pas confondre avec la glycine, Wisteria sp.), proche du haricot, largement cultivée pour ses graines oléagineuses qui fournissent la...), qui sert à l’alimentation du bétail, et le maïs.

Les animaux transgéniques sont plus difficiles à obtenir, et les variétés ainsi obtenues ne sont pas encore commercialisées à des fins de consommation.

Si une lignée d’hommes était issue de modifications génétiques, elle ferait partie des OGM.

Comparaison avec les autres échanges de gènes

Échanges de gènes sans intervention humaine

La dénomination d'organisme génétiquement modifié fait référence à une modification artificielle du patrimoine génétique d'un organisme. Mais des mutations spontanées ainsi que des systèmes de transfert naturel d'ADN appelé transfert horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la droite » ou...) de gènes existent qui conduisent à l'apparition d'organismes dont le matériel génétique est inédit. Ainsi, par exemple, le tabac (Nicotiana tabacum) et le blé (« Blé » est un terme générique qui désigne plusieurs céréales appartenant au genre Triticum. Ce sont des plantes...) résultent de l'addition (L'addition est une opération élémentaire, permettant notamment de décrire la réunion de quantités ou l'adjonction de grandeurs extensives de même nature, comme les longueurs, les aires, ou les...) spontanée de génomes ancestraux.Découvert à la fin des années 1950, le transfert horizontal de gènes a depuis été reconnu comme un processus majeur de l'évolution des bactéries, mais aussi des eucaryotes. L'apparition de nouveaux gènes dans une espèce est un élément important du processus d'évolution des espèces.

Les principaux dispositifs d'échanges naturels de gènes, dont certains sont exploités par les techniques du génie génétique, sont les suivants :

  • Les rétrovirus sont des virus capables de faire intégrer leur information génétique dans le génome de leur hôte. Grâce à des séquences présentes de part et d’autre de l’ADN viral, qui sont reconnues par le génome hôte, ce dernier accepte sa césure et l’intégration de l'ADN viral. Les conséquences pour l'hôte sont rarement positives, elles consistent surtout en maladies, cancers, gale (La gale ou mal de Sainte-Marie est une affection contagieuse de la peau spécifique à l'homme, déterminée par la femelle d'un acarien...), et même rapidement la mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général,...).
  • Le plasmide, qui est une petite molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente...) circulaire d’ADN, est mobile et peut passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) d’une cellule à une autre. Certains plasmides peuvent alors s’intégrer au génome de la cellule hôte. Cette forme de transfert d'ADN est observée pour les bactéries, notamment pour des gènes de résistance aux antibiotiques. L’intégration de plasmide bactérien au génome d'un domaine différent (eucaryotes ou archaea) est limité à des bactéries spécifiques, et pour des couples d'espèces déterminés. Ainsi, Agrobacterium tumefaciens est une bactérie dont un fragment de son plasmide (l'ADN T) est capable d’entrer dans une cellule végétale et de s’intégrer à son génome.
  • Dans le cadre de l'endosymbiose, un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) de processus évolutifs ont conduit à la formation d'organites (mitochondries et chloroplastes) dans les cellules eucaryotes, à la suite de l'intégration d' alpha-protéobactéries et de cyanobactéries. La majorité du génome des endosymbiotes a été transféré dans le noyau de l'hôte.

On citera également d'autres types d'évènements qui ne participent pas aux échanges de matériel génétiques, mais qui restent importants dans le contexte.

  • La reproduction (La Reproduction. Eléments pour une théorie du système d'enseignement est un ouvrage de sociologie co-écrit par Pierre Bourdieu et Jean-Claude Passeron paru en 1970 aux éditions de...) entre individus interféconds permet la diffusion de matériel génétique. Le produit peut être un hybride (En génétique, l'hybride est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement intraspécifique),...) présentant des caractéristiques génétiques propres. En outre, la reproduction peut être l'occasion pour des virus et autres organismes facteurs d'échange de gènes de passer d'un partenaire à l'autre.
  • Les mutations, ne sont pas en elles-mêmes une voie d'échange, mais elles peuvent produire le nouveau matériel génétique qui sera diffusé ensuite par échange, participant ainsi à l'évolution des espèces. Beaucoup de mutations sont neutres, certaines sont favorables, mais d'autres sont associées à des maladies génétiques ou des cancers.

Échanges de gènes réalisés par l’Homme avant les OGM

L’Homme réalise des échanges de gènes sur les plantes et les animaux depuis l’invention de l’agriculture, via la sélection puis hybridation.

Sélection

Les plantes que l’Homme cultive aujourd’hui ainsi que les animaux dont l’Homme pratique l’élevage, n’existaient pas il y a 10 000 ans. Ils sont le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine. Caractéristique des Angiospermes, il succède à la fleur par transformation du pistil. La...) d'un processus de domestication initié aux débuts de l’agriculture, vers l’an -8000. Consciemment ou non, l'homme a sélectionné – en choisissant de manger et de cultiver les plantes aux meilleurs rendements (graines les plus grosses, pépins plus petits, goût (Pour la faculté de juger les belles choses, voir Goût (esthétique)) moins amer…) – certains individus au sein des populations de plantes. En effet, des mutations génétiques spontanées ont lieu en permanence et engendrent des êtres vivants particuliers. Ainsi, le maïs cultivé est issu de l'introgression de 5 mutations dans le téosinte (maïs sauvage), qui a transformé la morphologie de la plante en particulier au niveau de la ramification de la plante et de l'attache des grains de maïs au rafle.

Hybridation

L’hybridation est le croisement de deux individus de deux variétés, sous-espèces (croisement interspécifique), espèces (croisement interspécifique) ou genres (croisement intergénérique) différents. L'hybride présente un mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation...) des caractéristiques génétiques des deux parents. L’hybridation peut être provoquée par l'homme, mais elle peut aussi se produire naturellement. Elle est utilisée, par exemple, pour créer de nouvelles variétés de pommes, en croisant deux variétés existantes ayant des caractéristiques intéressantes.

Sélection et hybridation font que la grande majorité des plantes aujourd'hui cultivées de par le monde (Le mot monde peut désigner :) sont le résultat d’un nombre considérable de mutations génétiques successives les ayant rendu (Le rendu est un processus informatique calculant l'image 2D (équivalent d'une photographie) d'une scène créée dans un logiciel de modélisation 3D comportant à...) non seulement plus productives mais aussi mieux adaptées à différents usages, à différentes conditions d'exploitations et à leur terroir (Un terroir désigne une aire géographique considérée comme homogène à travers les ressources et productions qu'il est susceptible d’apporter, notamment - mais pas uniquement...).

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