TP7 : Le « message » de l’ADN

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schema_bilan_structureADN

Rappels :

L’ADN localisé dans le noyau des cellules eucaryotes et dans le cytoplasme des cellules procaryotes est le support de l’information génétique.

Des fragments d’ADN correspondent à des gènes qui déterminent un ou plusieurs caractères.

l’ADN est une molécule formée de deux chaînes (2 brins) constitués d’éléments répétitifs, les nucléotides.

Il existe 4 nucléotides différents constitués d’un acide phosphorique, d’un désoxyribose (sucre) et d’une base azotée parmi 4 possibles : l’adénine, la guanine, la cytosine et la thymine.

Le nucléotide d’une chaîne se lie par des liaisons « hydrogènes » avec celui de l’autre chaîne. Les nucléotides se lient ainsi de le manière suivante, on dit qu’ils sont complémentaires :

  • Le nucléotide contenant de l’adénine se lie avec celui contenant de la thymine,

  • Le nucléotide contenant de la guanine se lie avec celui contenant de la cytosine.

Tous les êtres vivants possèdent de l’ADN qui a la même fonction et la même structure.

Au sein d’une même espèce, tous les individus partagent les mêmes caractéristiques de l’espèce (sont morphologiquement identiques entre eux) mais pourtant chaque individu est unique; ils sont tous différents. Chaque individu ses particularités propres. Chaque individu est génétiquement unique.

Animation bilan : du chromosome à l’ADN

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Problème : Comment expliquer l’existence de ces différences entre les individus?

Hypothèse : On suppose que tous les individus  ne possèdent pas exactement les mêmes molécules d’ADN ; qu’ils n’ont pas tous exactement la même séquence (suite) de nucléotides.

Activité 1 : Comparer des gènes différents

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Consignes :

  • En utilisant Rastop et les fonctionnalités d’affichage de coloration par forme, trouver l’ordre des nucléotides pour les deux chaînes d’ADN des 4 fragments de gènes appelés gene1, gene2, gene3 et gene4.
  • Replacer cet ordre dans le tableau suivant en utilisant les lettres A, T, C ou G correspondant aux différents nucléotides.

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tableau_comparaison_genes

Activité 2 : Observation des caractéristiques d’un individu drépanocytaire

lassana diarra

Lassana Diarra, atteint de drépanocytose

En 1904, James Herrick, médecin à Chicago, examine un étudiant noir âgé de 20 ans, hospitalisé pour toux et fièvre. Le sujet est faible, souffre de vertiges et de maux de tête. Depuis un an, il ressent des palpitations et un essoufflement comme certains membres de sa famille. L’examen du sang montre que le malade est très anémique, le nombre de ses hématies n’atteignant que la moitié de la valeur normale.

Les hématies sont normalement rondes. Or, l’observation d’un frottis sanguin révèle des hématies inhabituelles, en forme de faucille. Cette maladie, la drépanocytose, n’est pas rare. Elle atteint particulièrement les populations d’origine africaine. Les hématies en forme de faucille se bloquent dans les capillaires sanguins, ralentissent la circulation  et provoquent des lésions dans les organes mal irrigués. Ces hématies sont fragiles, elles ont une durée de vie courte, ce qui augmente l’anémie.

Les hématies contiennent une protéine : l’hémoglobine. Chez les individus atteints de drépanocytose, l’hémoglobine devient fibreuse et a tendance à précipiter dans les hématies; ce qui altère la forme des cellules.

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Consignes :

  • Repérer les différents symptômes de la maladie ; les classer en fonction du niveau d’organisation touché : macroscopique (à l’échelle de l’individu), cellulaire et moléculaire.
  • Avec Anagène, ouvrir le fichier drepano.edi, comparer les séquences des 21 premiers nucléotides du gène codant pour l’hémoglobine chez un individu sain (HBA) et chez un individu atteint de drépanocytose (HBS). Pour cela, utiliser la fonction « Traiter » et « Comparer les séquences ».
  • Montrer que la drépanocytose provient d’une modification de la séquence (suite) en nucléotides du gène codant pour l’hémoglobine.

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