Examen 5I : Les biotechnologies, partie III

Nom, Prénom : Corrigé
14.10.2016
Examen 5I : Les biotechnologies, partie III
Durée : 90 minutes.
Total 45 points.
Tu réponds au QCM directement sur la feuille de données. Pour les questions suivantes, tu
réponds sur une feuille séparée sur laquelle tu fais une marge à gauche.
1.
QCM (= questionnaire à choix multiples). Tu as, pour chaque question, une ou plusieurs
réponses possibles.
6pts
A.- Les cellules souches :
a) embryonnaires sont totipotentes jusqu’au stade 8 cellules.
b) adultes sont pluripotentes.
c) IPs (induites) sont des cellules somatiques reprogrammées suite à l’injection de 4 gènes
et sont totipotentes.
d) IPs (induites) sont des cellules somatiques reprogrammées suite à l’injection de 4
gènes et sont pluripotentes.
B.- Les biotechnologies donnent lieu à de nombreuses applications dans le domaine
médical. Parmi les opérations suivantes, laquelle n’est pas encore effectuée de façon
régulière ?
a) La production d’hormones pour le traitement du diabète et du nanisme.
b) La production de sous-unités virales pour des vaccins.
c) L’introduction de gènes modifiés dans des gamètes humains.
d) La détection prénatale de gènes causant des maladies génétiques.
e) Les tests génétiques sur les transmetteurs d’allèles nocifs.
C.- Les xénogreffes :
a) consistent à prélever un organe ou un tissu humain pour le greffer sur un autre être
humain.
b) consistent à prélever un organe ou un tissu animal pour le greffer, sans manipulations
préalables, sur un être humain.
c) consistent à prélever un organe ou un tissu animal pour le greffer sur un être
humain, après quelques manipulations qui le rendent « acceptable ».
d) permettent aujourd’hui uniquement les greffes d’organes.
D.- Voici quelques arguments favorables à l’utilisation des alicaments, lequel n’en est pas
un ?
a) Les alicaments sont ingérés par les mêmes voies de pénétration qu’utilisent les agents
infectieux.
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b) La fabrication d’alicaments par les OGM végétaux est beaucoup plus économique que la
fabrication traditionnelle par des bactéries.
c) L’administration d’alicaments peut engendrer la transmission accidentelle de
maladies.
d) Les alicaments sont plus simples à acheminer aux habitants du Tiers Monde, car ils sont
moins sensibles aux imprévus techniques.
E.- Les buts recherchés par le génie génétique vert sont :
a) diminuer le rendement des plantes.
b) rendre les plantes résistantes à des parasites suite à l’introduction du parasite dans un
protoplaste.
c) améliorer la valeur nutritive des plantes.
d) rendre les plantes résistantes à des parasites en les modifiant génétiquement.
F.- Le maïs BT est le 1er OGM alimentaire cultivé à grande échelle :
a) il porte le nom « BT » car un gène de la bactérie Bacillus Thurengiensis a été
introduit dans son génome.
b) le gène d’origine bactérienne rend le maïs résistants à tous les ravageurs post-récolte.
c) en introduisant un deuxième gène, celui qui code pour la biotine, le maïs BT devient
résistant à un plus grand nombre de ravageurs.
d) en introduisant un deuxième gène, celui qui code pour l’avidine, le maïs BT devient
résistant à un plus grand nombre de ravageurs.
2.- Le clonage (11pts)
A.- Techniques
Selon le texte et les images ci-dessous :
a) Nommez la technique de clonage utilisée pour créer Marguerite ? (1pt)
Le clonage par transfert de noyau de cellule somatique.
b) Indiquez dans l’ordre chronologique les étapes ayant conduit à la naissance de Marguerite
(3pts).
- Prélèvement d’une cellule musculaire de fœtus de veau (0.5pt) et prélèvement du noyau
de cette cellule (0.5pt)
- Prélèvement d’un ovocyte sur une vache (0.5pt) et énucléation de cet ovule (0.5pt)
- Injection du noyau de la cellule musculaire dans l’ovule 0.5pt)
- Mise en culture de la cellule → embryon (0.5pt)
- Transfère de l’embryon dans une vache porteuse (0.5pt)
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c) Citer deux différences entre cette manipulation et la reproduction naturelle chez les
bovins (1pt).
2 x 0.5pt
d) En utilisant les informations de ce document, dites où est localisé le programme
génétique. Justifiez votre réponse (1pt).
Le programme génétique se trouve dans le noyau de la cellule musculaire (0.5pt). Ce
noyau est injecter dans un ovule énuclée (0.5pt)
e) Nommez la technique qui aurait dû être utilisée pour que Marguerite ait une vraie jumelle
(1pt)
Le clonage par scission d’embryon.
f) Expliquez pourquoi Marguerite n’est pas un clone parfait. (1pt)
Car l’ovule énucléé contient de l’ADN extra-chromosique (mitochondrial) de la donneuse
d’ovule. Donc Marguerite contient l’ADN nucléaire de l’embryon à partir duquel elle a
été clonée et l’ADN mitochondrial de la donneuse d’ovule.
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B.- Applications
a) Expliquez la différence entre clonage thérapeutique et clonage reproductif. (2pts)
Le clonage reproduction permet de créer un organisme (0.5pt) alors que le clonage
thérapeutique vise la fabrication de tissus (0.5pt).
b) Pourquoi le clonage thérapeutique n’est pas encore possible, quelle est la limite actuelle
de cette technique ? (1pt)
On connaît très peu les mécanismes de différenciation cellulaire (1pt)
3.- Applications des biotechnologies (24pts)
A. L’antithrombine est le premier médicament produit par des animaux transgéniques
autorisé en Europe en 2008.
a. Expliquez en détails le protocole utilisé pour y arriver. (6pts)
- Prélèvement d’ovocytes non fécondés sur une chèvre (0.5pt)
- Prélèvement de spermatozoïdes sur un bouc (0.5pt)
- Fécondation in vitro (0.5pt)
- Isolement du gène de l’antithrombine humaine (0.5pt)
- Microinjection (0.5pt) du gène de l’antithrombine (0.5pt) dans le
pronucléi de l’ovule fécondé (0.5pt) afin qu’il soit ensuite intégré
dans le génome.
- Ce gène a été couplé à un promoteur d’un gène qui ne s’exprime
que dans les glandes mammaires (0.5pt)
- Fusion des noyaux (0.5pt)
- Développement d’un embryon (0.5pt)
- Transfert de l’embryon dans une mère porteuse (0.5pt)
- L’antithrombine se trouvera dans le lait de la chèvre et pourra
ensuite être purifié (0.5pt)
b. Pourquoi aujourd’hui utilise-t-on plutôt des cellules eucaryotes pour la production
de médicaments tels que l’antithrombine au lieu d’utiliser des bactéries
(procaryotes) ? (1pt)
Car les cellules eucaryotes effectuent les modifications post-traductionnelles
(0.5pt) nécessaires à la synthèse de protéines fonctionnelles (0.5pt).
B. La pomme de terre Amflora® a été conçue pour offrir une ressource renouvelable à
l’industrie
a. De quelle ressource s’agit-il ? (0.5pt)
Amidon
b. Quel est le problème avec cette ressource issue de la pomme de terre ? (1pt)
La pomme de terre fabrique l’amidon synthétase qui fabrique l’amylose.
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c. Comment as-t-on modifié (en détails) la pomme de terre afin d’y remédier ?
(3pts)
On a injecté un gène étranger (0.5pt) antisens (0.5pt) dans le génome de la pdt.
Ce gène est inséré derrière le promoteur du gène qui code pour l’amidon
synthétase (0.5pt).
Lorsque le gène de l’amidon synthétase est tanscrit, un ARNm antisens
complémentaire à l’ARNm du gène de l’amidon synthétase est produit (0.5pt)
Les deux ARNm s’apparient (0.5pt) et ne peuvent plus être traduits (0.5pt)
C. La culture de cellules épithéliales permet de traiter les grands brûlés.
a. Expliquez le protocole utilisé. (2pts)
- Biopsie (2cm2) de cellules épidermique sur un grand brûlé (0.5pt)
- Mise en culture sur un milieu nutritif (0.5pt)
- Au bout de 2-3 semaines (0.5pt), nous avons de l’épiderme (tissu)
utilisable pour une greffe (0.5pt)
b. Quel est l’avantage de cette technique ? (0.5pt)
On ne prélève plus de peau sur des cadavres et il n’y a pas de risque de rejet
(0.5pt)
c. Expliquez les inconvénients de cette technique. (3pts)
Etant donné qu’on greffe que l’épiderme, on perd certaine fonctionnalité de la
peau :
- ↓ sensibilité et ↓ flux nerveux (0.5pt)
- Problème de transpiration (0.5pt) et perte de la pilosité (0.5pt)
- ↓ élasticité de la peau (0.5pt) et ↓ régulation thermique (0.5pt)
- Risque d’infection, car 3 semaines sans peau, (0.5pt)
d. Comment peut-on essayer de remédier à certains inconvénients ? (1pt)
- On injecte des cellules graisseuses pour que l’épiderme retrouve
une certaine souplesse et éviter des problèmes de mobilité (0.5pt)
- Il faut effectuer des allogreffes ou xénogreffes pour éviter les
infections (0.5pt)
D. Les xénogreffes.
a. Définissez une xénogreffe (1pt)
Prélever un organe ou un tissu animal pour le greffer sur un être humain, après
quelques manipulations pour le rendre acceptable
b. Quel type de xénogreffes pratique-t-on aujourd’hui et citez un exemple ? (2pts)
Xénogreffes de tissus (1pt) / valve cardiaque d’origine porcine ou tissus
conjonctifs d’origine bovine ou porcine (1pt)
c. Expliquez en détails à l’aide d’un schéma pourquoi les xénogreffes avec des
organes porcins sont rejetées par le corps humain ? (2pts)
Gène GGTA1 (0.5pt)
Glycoprotéine à la surface des cellules mammifère sauf l’homme et le singe
(0.5pt)
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Système immunitaire reconnait cette protéine étrangère (0.5pt)
Rejet hyper aigu et destruction des cellules étrangères (tissus ou organes) (0.5pt)
d. Expliquez comment peut-on prévenir ce rejet ? (1pt)
On peut essayer de masquer les protéines porcines (0.5pt) avec des protéines
humaines en insérer un gène humain dans les cellules de porc (porc transgénique)
ou on peut essayer d’inactiver le gène qui produit les protéines de surface
spécifiques au porc (0.5pt)
4.- Nouvelle technique (4pts)
Modifier le génome d’un organisme est possible mais les techniques utilisées manquent de
précision. On ne peut pas prévoir avec certitude où le gène va s’insérer dans un génome. En
2012, un nouvel outil a été découvert.
a) Nommez cet outil (1pt) CRISPR-CAS9
b) Expliquez son fonctionnement (3pts)
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5.- Question BONUS (2pts)
a) Expliquez brièvement l’épigénétique (2pts)
BON TRAVAIL !!!
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