Introduction à la génétique moléculaire

Introduction à la
génétique
moléculaire
SBI4U
L. Kutchaw
2013
Résultat d’apprentissage
aujourd’hui:
Tu dois pouvoir résumer les principales
découvertes ayant contribué au
développement de la génétique
moléculaire, plus précisément les
preuves expérimentales qui démontre
que l’ADN est le matériel génétique.
Comment savons-nous que
l’ADN est le matériel génétique?
Fred Griffith 1928
Le principe de transformation
Hypothèse: Le matériel des cellules bactériennes mortes peuvent transformer le
matériel génétique des cellules vivantes.
S. Pathogène tué par
la chaleur
Protocole
S. nonpathogè
ne
vivante
S. pathogène
vivante
Résultat
Mélange: S. Pathogène tué par la
chaleur + s. non-pathogène
vivante
S. p. vivant
trouvé dans le
cœur
Aucune S.
trouvé dans le
cœur
Aucune S.
trouvé dans le
cœur
S. p. vivant
trouvé dans le
cœur
Conclusion: Une substance chimique provenant d’une cellule est capable de
transformer une autre cellule au niveau génétique.
Fred Griffith
• Décédé durant la 2e Guerre mondiale
• Son expérience lui permet de proposer le principe de
transformation génétique
o
Ce principe explique que les bactéries peuvent s’échanger du matériel
génétique
• Griffith a jamais eu la chance de démontre la cause
de la transformation.
• La température n’était pas assez élevée pour
dénaturer l’ADN.
Pourquoi pas les protéines, les
ARN ou les lipides?
• Pourtant la composition des macromolécules dans
le noyau est 50% protéines et 50% acides
nucléiques.
• Les membranes cellulaires démontre toujours la
présence des lipides.
• Il y a de l’ARN dans le noyau et dans le cytoplasme.
Avery, MacLeod et McCarty 1944
S. tué avec la chaleur
lipides
Hydrates de
carbone (glucides)
+ protéinase
L’échantllion
ne devrait pas
contenir des
protéines
+ ARNase
L’échantllion
ne devrait pas
contenir
des acides
ribonucléiques
+ cellules S.
+ cellules S.
Cellules S.
apparaissent
transformation
+ ADNase
L’échantllion ne
devrait pas
contenir des
acides désoxyribonucléique
+ cellules S.
Aucune
cellules S.
apparaissent
Aucune transformation
Conclusion: La transformation nécessite la présence de l’ADN, donc l’ADN doit être
le matériel héréditaire
La communauté
scientifique n’est pas
encore prête à accepter les
résultats en 1944
• 8 ans plus tard…
o Hershey et Chase 1952
Hershey et Chase 1952
Liquide = virus
Sédiment =
bactérie +
isotope
Bactérie + virus ADN 32P (l’ADN entre dans la
bactérie)
Le malaxeur permet de retirer le virus de la La centrifuge permet de séparer le virus de la
surface de la bactérie
bactérie et identifier l’emplacement de l’isotope.
Liquide = virus +
isotope
Sédiment =
bactérie
Bactérie + virus protéine 35S (l’enveloppe protéique
reste à l’extérieur de la bactérie)
Le malaxeur permet de retirer le virus
de la surface de la bactérie
La centrifuge permet de séparer le virus de la
bactérie et identifier l’emplacement de l’isotope.
Conclusion
• L’ADN est le matériel génétique.
• Prochaines questions…
o Quelle est la structure de l’ADN?
o Comment est-ce que l’ADN se réplique de
manière que deux cellules filles peuvent être
génétiquement identique?
o Comment est-ce que l’ADN permet la
production d’une protéine?
Devoirs
• N.D. 7.1
• Questions 7 et 8 page 223
Retour sur les devoirs
• P. 223 Q. 7 Hershey et Chase ont utilisé des isotopes
radioactifs de phosphore et de soufre dans leurs
expériences pour isoler le facteur responsable de la
transmission de l’information génétique. Conçois
une expérience qui montrera les résultats auxquels
ils auraient pu s’attendre s’ils avaient plutôt utilisé
du carbone et de l’azote radioactif à la place. Fais
des schémas pour illustrer les résultats des tests
réalisés sur les virus fantômes et sur les cellules
bactériennes.
L’ADN et les protéines contiennent chacun du carbone et de l’azote, il
aurait été impossible de produire un enveloppe protéique radioactif
et non de l’ADN radioactif pour un bactériophage et vice versa!
Réponse
• Information:
o L’enveloppe protéique du bactériophage est composé de deux acides
aminés, le méthionine et le cystéine. Ces a.a. contienne du soufre.
o L’ADN contient du phosphore:
• Le <<groupement phosphate>> lié au
désoxyribose.
Aucun soufre
Page 223 Q. 8
On te donne une enzyme qui remplace le
groupement hydroxyle 2’ d’une molécule de sucre
par un groupement méthyle (-CH3). L’enzyme n’a
pas d’autre effet. Si tu traites une suspension de
bactéries pathogènes tuées par la chaleur avec
cette enzyme et que tu ajoutes ensuite une culture de
bactéries non pathogènes vivantes, est-ce qu’une
transformation se produira? Explique ton
raisonnement.
Réponse
• Oui, un désoxyribose est dépourvu du –OH sur le
carbone 2.