Activité – Complémentation des levures ade2 par transgénèse Thème 1 – La Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant : une planète habitée Sous-thème : La nature du vivant Connaissances De nombreuses transformations chimiques se déroulent à l’intérieur de la cellule : elles constituent le métabolisme. Il est contrôlé par les conditions du milieu et par le patrimoine génétique. La cellule est un espace limité par une membrane qui échange de la matière et de l’énergie avec son environnement. Cette unité structurale et fonctionnelle commune à tous les êtres vivants est un indice de leur parenté. La transgénèse montre que l’information génétique est contenue dans la molécule d’ADN et qu’elle y est inscrite dans un langage universel. La variation génétique repose sur la variabilité de la molécule d’ADN (mutation). L’universalité du rôle de l’ADN est un indice de la parenté des êtres vivants. Capacités et attitudes Mettre en œuvre un raisonnement expérimental pour : - montrer l’effet de mutations sur le métabolisme cellulaire et comprendre le rôle du génome ; - repérer l’influence de l’environnement sur le fonctionnement d’une cellule ; - comprendre les mécanismes d’une démonstration expérimentale : comparaisons, tests, témoins Manipuler, modéliser, recenser, extraire et organiser des informations pour mettre en évidence l’universalité de l’ADN. Mettre en œuvre une méthode (démarche historique et/ou utilisation de logiciel et/ou pratique documentaire) permettant d’approcher la structure de l’ADN et la nature du message codé. Matériel : fourni sous forme de kit par les fournisseurs (ex : Sordalab) + matériel permettant l’étalement et la culture sur boite de Pétri en conditions stériles des levures Il s’agit, en partant de levures ade2 possédant une mutation ne leur permettant pas de synthétiser l’adénine, de rétablir cette capacité en transférant le gène muté par transgénèse. Le gène est porté par un plasmide qui pourra être transféré aux levures par choc thermique. Aucune bactérie vectrice n’est nécessaire. Carte du plasmide portant le gène fonctionnel Les levures transformées pourront se développer et former des colonies sur milieu sans adénine, ce que le mutant est incapable de faire. L’activité permet de manipuler en conditions stériles en suivant un protocole et de réfléchir sur la notion de témoin et de milieu sélectif (avec ou sans adénine). Tableau des résultats attendus Milieu de culture Souche repiquée Levures mutantes ade2 Levures ade2 ayant été en contact avec le plasmide Milieu sans adénine Milieu riche Pas de colonies Colonies rouges Colonies blanches Colonies blanches L’introduction du plasmide dans la levure Ade2 lui a rendu sa capacité à synthétiser de l’adénine. Les colonies sont blanches car le pigment rouge ne s’accumule plus car le gène Ade2 fonctionnel est porté par le plasmide. Deux conclusions possibles : - Le métabolisme est donc dépendant de l’information génétique (changement de métabolisme face à l’adénine en transférant un gène). - L’information est donc contenue dans la molécule d’ADN (le gène était porté par une molécule d’ADN circulaire, le plasmide). Pour plus de précision sur le protocole : http://www.sordalab.com/documents/KIT%20TRANSGENESE.pdf