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  • Comment la Souris fait de la souris

    avec des graines ?

    daprs 10 cls pour la Biologie de J. Tavlitzki

    [] La Souris, lEcureuil, le Lapin mangent des graines. La Souris fait de la souris, lEcureuil fait de lcureuil, et le Lapin

    fait du lapin, tous avec les mmes graines

    Autrement dit, le principe gnral est que les tres vivants sont dots de la capacit extraordinaire de transformer les lments

    qui leur sont trangers en leurs propres constituants. Comment peuvent-ils le faire ? Comment la Souris fait de la souris avec

    des graines ?.

    La Souris mange des graines, elle les ronge, les rduit en fines particules. Au cours de la digestion, les grosses molcules

    organiques sont simplifies. Chaque cellule va en assimiler des nutriments, notamment des acides amins. Ceux ci seront la

    base de la constitution de protines, mais pas nimporte lesquelles. Chaque cellule refait les protines qui lui sont spcifiques.

    Cela veut dire que chaque cellule dispose du plan de construction, dun programme souris qui lui a t transmis et partir

    duquel les acides amins pourront tre agencs en protines spcifiques.

    Quand la Souris fait de lhumain ! Exprience de transgnse : La transgnse est une technique permettant de transfrer un gne dune espce donneuse une

    espce receveuse.

  • Laboratoire de Sciences de la Vie et de la Terre Premire S

    Un gne, une protine

    Durant les phases G1 et G2 de linterphase, la cellule est en phase de croissance. Les cellules, sous le contrle de leur

    patrimoine gntique, produisent une multitude de protines, vritables acteurs du mtabolisme.

    Ce laboratoire vise mettre en vidence les relations entre protines et ADN. Il devient alors possible de comprendre

    comment la production des protines spcifiques de lindividu est dirige par lADN.

    Votre mission : Comprendre lhypothse, devenue clbre, expose ds 1940 par Beadle et Tatum : Un gne, une protine.

    Partie 1 : Analyse de la structure dune protine enzymatique simple

    Chez les vertbrs, par exemple, les globules rouges possdent dans leur cytoplasme de lhmoglobine, une protine

    complexe qui permet de fixer et de transporter le dioxygne dans lorganisme (Visionner le film sur cl USB :

    datas/genetique/ hemoglobine).

    Ouvrir le logiciel MolUSc (qui permet de visualiser et traiter des donnes molculaires) et slectionner dans le

    dossier app/molecules le fichier relatif lhmoglobine : 1GZX_hemoglobine.pdb. Appelez le professeur..

    En vous aidant de la fiche technique de MollUSc, slectionner une des chaines de lhmoglobine (chane B ou D),

    afficher cette chaine, identifier le dernier acide amin et en dduire le nombre dacides amins de cette chaine et la

    squence de la chaine pour les 10 premiers acides amins (la succession des acides amins dune chaine constitue sa

    squence). Appelez le professeur.

    sur votre compte rendu : Imprimer la chaine tudie (dition > exporter > images). Lgendez limage de la molcule traite en mettant en

    vidence les premiers et dernier acides amins.

    Partie 2 : La relation entre squence des acides amins et squence de nuclotides La synthse de lhmoglobine, comme pour toutes les protines, est sous le contrle du programme gntique de la

    cellule. Une portion dADN (squence de nuclotides) appele gne dirige la synthse de chaque chaine de

    lhmoglobine (squence dacides amins).

    Ouvrir le logiciel Anagne (qui permet dafficher et de traiter les squences) et slectionner dans la banque de

    squences (chane de lhmoglobine) les molcules qui nous intressent : beta.pro (acides amins de la chaine

    globine) et betacod.adn (nuclotides de la chaine globine). Le logiciel superpose les squences des deux molcules

    (nuclotides dun brin dADN identifis par une lettre, et acides amins de la protine identifis par un nom en trois

    lettres). Appeler le professeur.

    sur votre compte rendu : Retrouver sur le logiciel la longueur des deux molcules (nombre de nuclotides et nombre dacides amins)..

    Retranscrire la squence des onze premiers acides amins et la squence correspondante de lADN (attention retouver

    les deux brins constitutifs de lADN). Quelle relation pouvez-vous tablir entre gne et protine ce stade de ltude ?

    Quelle peut tre la fonction du dernier triplet de nuclotides ?

    Partie 3 : Les molcules mises sous surveillance radioactive Linformation ncessaire lassemblage des acides amins dune protine est donc porte par lADN, localis dans le

    noyau des cellules. On sinterroge sur les lieux o vont se drouler lassemblage des acides amins dans la cellule.

    Prendre connaissance des rsultats de biologie molculaire en annexe. Revenir sur Anagene et sur MolUSc pour

    comparer les molcules dADN et dARN (betacod.adn, betacod.arn pour Anagene adn_c.pdb et arn .pdb pour

    molUSc).

    sur votre compte rendu : Analyser les documents et montrer en quoi les tudes sur lARN, un acide nuclique proche de lADN, permet

    dimaginer un transfert de linformation gntique du noyau vers le cytoplasme. Aidez vous du film sur la cl USB :

    datas/genetique/synthese_proteique

    Comparer un fragment dADN et dARN (composition, structure, squence) avec les logiciels disponibles

    Raliser des schmas pour rendre compte des points communs et des diffrences entre les deux molcules

    Employer

    des techniques

    dobservation

    Utiliser

    des techniques

    bio ou gologiques

    Utiliser

    des modes de

    reprsentation

    Adopter

    une dmarche

    explicative

    Comptences

    personnelles

  • Documentation : Les molcules mises sous surveillance radioactive Linformation ncessaire lassemblage des acides amins dune protine est porte par lADN, localis dans le noyau des cellules.

    On sinterroge sur les lieux o se droulent lassemblage des acides amins dans la cellule.

    Les documents ci-dessous (sintressent la localisation de lADN dans la cellule.

    Document 1 : Coloration dune cellule au vert de mthyle-pyronine

    Les cellules contiennent des molcules chimiquement trs

    proches de lADN, appeles ARN (acide ribonuclique). Le

    vert de mthyle-pyronine, mlange de deux colorants,

    permet de mettre en vidence dune part lADN, dautre part

    lARN ; le vert de mthyle colore lADN en bleu-vert et la

    pyronine colore lARN en rose.

    La photographie ci contre prsente des cellules du pancras.

    Ce sont des cellules qui produisent des protines en grande

    quantit.

    Seuls les noyaux prsentent une coloration bleu-vert. La

    coloration rose se constate par contre dans toute la cellule

    (cytoplasme + noyau).

    Document 2 : LARN, un acide nuclique proche de lADN

    Les molcules ARN sont chimiquement proches de lADN. Comme ce dernier, ils rsultent de lassemblage de nuclotides. Leur

    structure diffre sur plusieurs points :

    - le sucre nest pas du dsoxyribose mais du ribose.

    - la thymine (T) de lADN est remplace par luracile (U).

    - la molcule nest forme que dune chaine de nuclotides (molcule monobrin)

    - les molcules dARN sont de longueur nettement infrieure celle de lADN.

    Document 3 : Traage radioactif de lARN dans la cellule

    Les deux radiographies ci contre prsentent des autoradiographies de cellules qui

    sont cultive en prsence dun prcurseur radioactif spcifique de lARN. Chaque

    tache noire repre un endroit o se trouve de lARN ayant incorpor le prsurseur

    radioactif.

    Le clich a prsente lautoradiographie dune cellule aprs 15 minutes de culture

    sur un milieu contenant le prcurseur radioactif de lARN.

    Le clich b correspond lautoraradiographie dune cellule qui a t dabord

    cultive pendant 15 minutes sur un milieu contenant un prcurseur radioactif de

    lARN puis pendant une heure et demie sur un milieu contenant des prcurseurs

    non radioactifs de lARN.

    daprs travaux de Brachet - 1951

    Document 4 : Localisation du lieu dassemblage des acides amins

    Pour dterminer le lieu o seffectue la synthse protique, on utilise des Actabulaires, algues unicellulaires de trs grande taille (5

    10 cm de haut lge adulte). Ces algues sont mises en prsence dun acide amin radioactif : la mthionine (MET).

    Aprs 30 mn, lautoradiographie montre le rsultat schmatis ci dessous.

    Le rsultat serait identique si les algues taient ensuite replaces pendant 3 h dans un milieu froid (cd non radioactif)

  • Laboratoire de Sciences de la Vie et de la Terre Premire S

    Un gne, une protine

    Votre mission : Comprendre lhypothse, devenue clbre, expose ds 1940 par Beadle et Tatum : Un gne, une protine. Partie 1 : Analyse de la structure dune protine enzymatique simple

    Ouvrir le logiciel MolUSc

    La molcule choisie (lhmoglobine humaine apparait en reprsentation : boules et btons Cette protine est faite de quatre chaines dacides amins distinctes. Le logiciel permet de les visualiser, de changer leur reprsentation, leur couleur Plusieurs options du logiciel permettent darriver au rsultat suivant : Les quatre chaines de lhmoglobine identifies par une couleur

    La chaine D de la bta globine isole (par effacement progressif des trois autres chaines) On demande de travailler sur une des chaines (bta globine soit chaine B ou D). Le logiciel permet de nafficher quune des chaines. Voir ci-dessus. On traite alors la squence des acides amins qui l