TP2 : L’interphase, une étape du cycle cellulaire et la réplication de l’ADN

Problème : Comment est assurée la conservation de l’information génétique contenue dans l’ADN des chromosomes, de génération en génération cellulaire ?

Activité 1 : Rechercher des hypothèses.

Consignes : A l’aide des données contenus dans le tableau suivant.

  • Avec un tableur, réaliser un graphique (que vous imprimerez) qui montre l’évolution de la quantité d’ADN pendant un cycle cellulaire.
  • Délimiter par des traits verticaux les phases facilement montrées par le graphique (comme la mitose et l’interphase).

Tableau : Évolution de la quantité d’ADN dans une cellule au moment d’un cycle cellulaire :

Temps en heure

0

1

2

6

10

11

13

16

18

21

22

24

29

Quantité d’ADN en unité arbitraire

6,6

6,6

3,3

3,3

3,3

4

5,1

6,5

6,6

6,6

3,3

3,3

3,3

Q1 : Décrire l’évolution de la quantité d’ADN pendant le cycle cellulaire.

Q2 : Proposer des hypothèses pour expliquer comment se fait la duplication (doublement) de la quantité d’ADN permettant la formation de deux chromatides nécessaires avant la mitose (correction commune).

Activité 2 : Étude d’une expérience historique de Meselson et Stahl (1958).

Dès la découverte de la structure de l’ADN par Watson et Crick en 1953, les deux chercheurs ont imaginé que cette double spirale puisse s’ouvrir, permettant ainsi la synthèse de nouveaux brins à partir des brins originaux.

En 1958, Meselson et Stahl cherchent à comprendre comment s’effectue cette copie conforme de l’ADN. Leurs expériences sont réalisées sur la bactérie E-Coli, qui se multiplie activement quand elle est cultivée sur un milieu favorable et réplique alors intensément son ADN.

Les bactéries sont cultivées dans deux milieux différents : L’un contient des nucléotides « légers » intégrant de l’azote « léger » 14N. L’autre contient des nucléotides « lourds » intégrant de l’azote « lourd » 15N.

Des bactéries, d’abord cultivées depuis de nombreuses générations sur un milieu contenant des nucléotides 15N, sont prélevées et transférées sur un milieu normal à nucléotides 14N.

A chaque étape, l’ADN des bactéries en culture est extrait et centrifugé à grande vitesse dans un tube contenant une solution de densité appropriée. Après centrifugation, l’ADN se stabilise ainsi à un niveau correspondant à sa densité.

Q1 : Expliquer les résultats obtenus.

Q2 : Schématiser l’ADN de chacune des générations  (ADN d’origine, 1° génération, 2° génération)  Pour cela, représenter les brins des différentes molécules en utilisant un code de couleur différent suivant qu’ils sont formés de nucléotides à 14N ou de nucléotides à 15N.

Q3 : Représenter le tube à troisième génération sur le milieu 14N .

Q4 :  Compléter l’animation pour vérifier votre compréhension du phénomène de réplication de l’ADN


Exercices complémentaires :

Animation à voir :