Activité : Une souris verte

Prérequis :

  • Chez les eucaryotes, le programme génétique est localisé dans le noyau des cellules au niveau des chromosomes.
  • Chez les eucaryotes, le programme génétique est localisé dans le noyau des cellules au niveau des chromosomes.
  • Un chromosome est formé d’ADN et est le support de nombreux gènes.
  • Un gène est un fragment d’ADN codant pour la synthèse d’une protéine.

Document 1 : Une méduse fluorescente :

La méduse, Aequorea victoria, normalement incolore, devient verte lorsqu’elle est éclairée en lumière ultraviolette (UV). Cette particularité est due à une protéine que les chercheurs ont baptisé GFP pour « Green Fluorescent Protein ». Cette protéine est produite dans les cellules de la méduse grâce à un gène, lui-même appelé gène GFP. Cette découverte a valu le Prix Nobel de Chimie à Osamu Shimomura, Martin Chalfie et Roger Y.Tsien en 2008.

 

Document 2 :   Le principe de la transgénèse

La transgénèse animale a été réalisée avec succès pour la première fois il y a 18 ans, lorsqu’en 1982 R.D. Palmiter, R.L. Brinster et leurs collègues obtenaient des souris transgéniques exprimant très intensément le gène d’hormone de croissance de rat, jusqu’au point de devenir géantes : un transgène pouvait très bien fonctionner chez son hôte et modifier très significativement sa physiologie. A l’inverse des plantes, les animaux ne peuvent être régénérés à partir seulement d’une cellule somatique. L’embryon est donc un passage obligé à un moment ou à un autre si l’expérimentateur souhaite obtenir une lignée d’animaux transgéniques.

La micro-injection de gène chez les animaux : La micro-injection du gène en solution directement dans le noyau des cellules en culture est la meilleure méthode de transfert de gène. C’est celle qui a été retenue pour obtenir des animaux transgéniques. Chez la souris et d’autres mammifères (lapin, porc, mouton, chèvre, vache), il est possible d’injecter directement une solution contenant de l’ADN dans un œuf fécondé, à l’aide d’une micropipette, sous contrôle microscopique. L’injection a lieu dans l’un des deux noyaux (pronuclei) fournis par les cellules sexuelles mâle et femelle, juste avant qu’ils ne fusionnent. L’embryon est ensuite transplanté dans l’oviducte ou l’utérus d’une femelle. Par cette méthode, 10 à 30 % des nouveau-nés descendants intègrent le gène étranger au sein du génome de leurs gamètes.  http://www.inrp.fr/Acces/biotic//biomol/transgen/html/transan.htm

Document 3 : Lucie, une souris un peu particulière :

Lucie n’est pas une souris comme les autres : chaque cellule de son organisme fabrique une protéine fluorescente verte (GFP : green fluorescent protein en anglais). Cette fonction ne modifie en aucune manière la vie de Lucie qui est sûrement la souris la plus heureuse de toute l’Université de Limoges. Cette propriété singulière est mise en évidence lorsqu’on éclaire Lucie pendant un court instant par une lampe ultraviolette (356 nm). La peau de Lucie apparaît alors jaune fluorescente. Ses poils par contre qui sont des cellules mortes ne fabriquent pas la protéine et restent donc sombres. http://www.unilim.fr/scientibus/36manips/fiche.php?num_manip=43

Document 4 : La protéine fluorescente verte GFP

La protéine fluorescente verte GFP est depuis quelques décennies « le microscope » des biochimistes, biologistes et autres chercheurs dans le domaine médical ; la forte couleur verte de la GFP apparaissant sous lumière bleue ou UV. Ainsi dans les applications directes, la GFP permet d’illuminer la croissance des tumeurs cancéreuses, le développement de la maladie d’Alzheimer ou l’évolution de bactéries pathogènes. L’utilisation la plus intéressante de la GFP consiste en la possibilité de suivre les différents processus biologiques et chimiques à l’intérieur même de la cellule. Une cellule – de l’ordre de 0,02 mm de diamètre – est constituée de protéines, d’acides gras, de glucides et autres molécules dont l’observation nécessite une puissance de résolution dépassant celle d’un microscope classique. Pourtant c’est à ce niveau d’échelle d’étude que les chercheurs doivent travailler afin d’affiner leur compréhension du monde cellulaire. En couplant la protéine GFP -facilement traçable de par sa fluorescence verte – à une de ces protéines à une de ces protéines cellulaires, les chercheurs peuvent à présent suivre son comportement, ses mouvements et ses interactions avec le milieu de la cellule.

D’après http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/gfp/gfp.html

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A l’aide des 3 premiers documents :

Q1 :  Définir ce que l’on entend par transgenèse.

Q2 : Compléter le tableau ci-dessous.

 

Organisme donneur

Ce qui est transféré

Organisme receveur

Cellule receveuse

OGM

Nouvelle caractéristique

Q3 : Réaliser un schéma bilan qui présente toutes les étapes de l’expérience de transgenèse qui a conduit aux souris fluorescentes.

Q4 : Indiquer sur quelle propriété de l’ADN repose les expériences de transgenèse.

Q5 : A l’aide du document 4, indiquer les intérêts scientifiques de la fluorescence.

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