La régulation des gènes : utiliser les bonnes instructions — Biologie, 14–17 ans
Presque toutes les cellules portent le même ADN, mais une cellule nerveuse et une cellule musculaire se comportent différemment. La régulation des gènes contrôle quelles instructions sont lues, quand elles le sont et avec quelle intensité, ce qui permet la spécialisation.
La même bibliothèque, des livres différents ouverts
La plupart des cellules du corps contiennent le même ADN, comme différentes salles d’une bibliothèque qui possèdent la même collection. Elles deviennent différentes parce que chaque cellule lit certains gènes et en garde d’autres silencieux. La lecture d’un gène peut entraîner la fabrication d’une protéine ; changer les gènes actifs change donc les capacités de la cellule.
Pourquoi les cellules doivent choisir
Si toutes les cellules utilisaient tous les gènes en permanence, le corps ne pourrait pas faire fonctionner correctement des tissus différents. Un neurone a besoin de protéines de communication, tandis qu’une cellule musculaire a besoin de protéines de contraction. Les scientifiques ont compris que ces différences ne venaient pas seulement d’un ADN différent et ont étudié les contrôles qui activent, réduisent ou arrêtent des gènes selon les signaux.
Une cellule répond à l’insuline
Prenons une cellule musculaire après un repas. D’abord, l’insuline se fixe à un récepteur à la surface de la cellule. Ensuite, le signal active des protéines à l’intérieur. Ces protéines font apparaître davantage de transporteurs du glucose dans la membrane, donc plus de glucose entre. La cellule peut alors l’utiliser ou le stocker ; le signal modifie son fonctionnement sans changer la séquence d’ADN.
Des cellules différentes n’ont pas forcément un ADN différent
On peut facilement croire qu’une cellule musculaire possède des gènes musculaires et qu’un neurone possède des gènes nerveux. Cette erreur se comprend, car les cellules ont des formes et des fonctions très différentes. En général, leur différence principale vient des gènes actifs et de la quantité de protéines produites. Une cellule endommagée peut parfois modifier son comportement en changeant l’activité de ses gènes, tout en gardant le même ADN.
Médecine et développement
La régulation des gènes intervient lorsque les cellules changent de rôle ou réagissent à leur milieu. Pendant le développement, les mêmes cellules de départ peuvent devenir des cellules de peau, de sang ou du cerveau, car des programmes génétiques différents s’activent. Dans certains cancers, des systèmes de contrôle laissent des gènes de croissance allumés. Des traitements peuvent donc viser les signaux ou les protéines qui règlent l’activité des gènes, pas seulement l’ADN.
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