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PARTIE IV: EXPRESSION, STABILITE, VARIATION
DU PATRIMOINE GENETIQUE
CHAP 8: "L'ADN, UNE MOLECULE INFORMATIVE PARFOIS
PATHOGENE"
8.1 Quelques aspects moléculaires de la molécule d'A.D.N
 TP8.1 visualisation ADN avec logiciel Rastop: mise en évidence des différents
constituants de la molécule d'A.D.N
8.2 Une maladie génétique; La drépanocytose
 TP8.2 visualisation de molécules d'hémoglobine (drépanocytaire et
non drépanocytaire)
 TD8.2 Décrivez succinctement en quelques lignes la mise en place
de cette maladie génétique.

La drépanocytose est une maladie qui affecte les globules
rouges d'un individu; Notamment l'hémoglobine que ceux-ci
contiennent à l'état dissous. Cette molécule est primordiale
pour le transport du dioxygène et est mise en place grâce à
l'expression d'un gène. C'est lorsque ce gène présente une
anomalie particulière au niveau de sa séquence
nucléotidique que les molécules d'hémoglobine s'agrègent
entre elles dans les GR.
 A l'aide des informations extraites du document 1, Repérez et classez les
différents niveaux phénotypiques (à l'échelle moléculaire, à l'échelle cellulaire et
à l'échelle clinique) de la maladie.
Différents niveaux phénotypiques
Niveau moléculaire
Niveau cellulaire
Niveau clinique ou
macroscopique
 Molécule
d'hémoglobine ayant
une constitution
anormale.
 Les molécules
d'hémoglobine
s'agrègent entre elles
 L'acide aminé VALINE 6
remplace l'acide aminé
ACIDE.GLUTAMIQUE 6
 Globule rouge en forme
de faux
 Transport du
dioxygène insuffisant
 Destruction de certains
globules rouges
 GR deviennent
indéformables (rigides)
 Obstruction de
capillaires sanguins
 Anémie
 Douleurs intenses
abdominales
 …………..
8.2.1 Une mutation à l'origine de la maladie
 TD8.2.1 utilisation du logiciel "Anagène" ou document
équivalent
 Après avoir chargé les séquences nucléotidiques du gène
responsable de la chaîne béta S et de la chaîne béta A,
repérez la (ou les) différence(s) observée(s).
 Après avoir chargé les séquences d'acides aminés des chaînes
béta S et béta A, repérez la (ou les) différence(s) observée(s).

 Une molécule d’hémoglobine est constituée de 4 sous unités ; 2 chaînes
polypeptidiques alpha et de 2 chaînes polypeptidiques bêta.
 Chaque chaîne bêta est constituée de 146 acides aminés et sont identiques 2
à 2. L’ordre et l’identité des acides aminés qui les constituent sont respectés.
 Dans le cas d’une hémoglobine A : l’ordre des a.a est Met-val-his-leu-thr-pro-
glu-glu-lys…
 Dans le cas d’une hémoglobine S : l’ordre des a.a est Met-val-his-leu-thr-pro-
val-glu-lys…
 On s’aperçoit qu’un seul acide aminé fait la différence entre les deux
molécules d’hémoglobine ; c’est au niveau des deux allèles du gène
responsable de la synthèse de la chaîne Bêta de la molécule d’hémoglobine
qu’un nucléotide induit la mise en place d’un « acide aminé intrus »
L’hémoglobine S dite "anormale", notée HbS, se retrouve donc présente dans
les globules rouges et provoque du même coup leur éclatement. En effet,
l’hémoglobine S, lorsque l’oxygène se raréfie, se dissout mal et polymérise
sous forme de microfibrilles. Celles-ci rigidifient le globule rouge le rendant
indéformable, les hématies obstruent les petits capillaires qui finissent par
céder.
 L’individu anémié, atteint par cette maladie génétique, souffre de douleurs
chroniques abdominales, de fatigues et d’essoufflements.
Traitements
On ne sait pas encore guérir la drépanocytose. On sait très bien en revanche soigner,
voire prévenir les symptômes :
- les jeunes enfants reçoivent tous les jours un sirop antibiotique et sont vaccinés
contre certains germes auxquels ils sont particulièrement susceptibles comme le
pneumocoque.
- La prise quotidienne d’acide folique évite certaines aggravations de l’anémie.
- Les enfants doivent boire régulièrement pour éviter la déshydratation.
- Les enfants doivent éviter l’exposition au froid.
- En cas de douleur, on administre des antalgiques de puissance croissante, y compris
à l’école grâce au Projet d’accueil individualisé (PAI).
Certains d’entre eux selon le degré de sévérité de la maladie pourront bénéficier de
traitements beaucoup plus lourds (transfusion sanguine, voire greffe de moelle).

BILAN :
L’étude de la drépanocytose montre 3 niveaux de définition du phénotype ; clinique,
cellulaire et moléculaire. Du phénotype moléculaire dépendent les phénotypes
cellulaire et clinique.
On s’aperçoit également que ce sont les protéines synthétisées qui sont à l’origine des
différents phénotypes ; à savoir, pour le phénotype drépanocytaire;
L'hémoglobine HbS (avec la valine en position 6 de la chaîne Béta à la place de
l'acide glutamique) et pour le phénotype non drépanocytaire; L'hémoglobine
HbA. C'est la substitution d'un nucléotide qui provoque cette maladie génétique.
Rq : Toutefois à génotype équivalent, le phénotype attendu ne sera pas forcément le
même pour deux individus (différences observés chez des vrais jumeaux) ou
alors à phénotype équivalent, le génotype envisagé sera parfois différent chez
les deux individus (cas des groupes sanguins ; [A, 0] et [A, A])
Qu'est qu'un phénotype?
Ensemble des caractères observables d'un individu. Le phénotype dépend de la
réalisation du génotype (expression des gènes) mais est souvent influencé par le
milieu de vie (naturel, social, ethnique...) Plus généralement le sens du mot
phénotype est plus restrictif car il ne s'applique qu'à un seul caractère (phénotype
yeux verts, phénotype groupe sanguin B, phénotype obèse…) L'ensemble des
phénotypes observables chez un individu donné est appelé le phénome.
Information
génétique
Phénotype
Protéines
Facteurs
environnementaux
Facteurs épigénétiques

Fonction
amine
Fonction
carboxyle
(acide)
Qu'est-ce qu'une protéine?
La réalisation d’un phénotype nécessite la synthèse de protéines
(ou de polypeptides)
Une protéine est constituée d’acides aminés (rappel des visualisations
obtenues grâce au logiciel RASTOP)
Les protéines sont des molécules organiques ainsi que les molécules de glucides et de
lipides ; elles contiennent toutes des liaisons covalentes C-H.
La concentration sanguine des protéines (protéinémie) atteint 70 à 80 g/l. Ce sont
des molécules très importantes en quantité et en fonction. Elles interviennent dans la
constitution des cellules et/ou dans leur fonctionnement.
Une protéine est toujours constituée d’un enchaînement d’acides aminés mais elle
peut également être associée à d’autres molécules glucidiques ou lipidiques.
Elément de base d’une protéine : l’acide aminé
H H OH
H – N - Cɑ – C
R O
En fonction de l’acide aminé, c’est le radical R qui change. Dans le cas de la glycine le
radical est un atome d'hydrogène.
BILAN :
Une protéine est un enchaînement d’acides aminés reliés entre eux par des
liaisons peptidiques. Il existe 20 acides aminés dans l’environnement. Une liaison
peptidique relie une fonction amine terminale d’un acide aminé 1 et une fonction
carboxyle terminale d’un acide aminé 2…Le radical R change en fonction de l’acide
aminé considéré.
Glycine (acide aminé le plus simple)