• Applications de la transgénèse • Thérapie génique
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http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE L’expression d’un gène : de l’ADN à la Protéine RAPPELS DE 3EME ET DE 2NDE I. II. III. L’EXPRESSION DU PHENOTYPE DU GENE A LA PROTEINE APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES DE LA RELATION ADN-­PROTEINE : LA TRANSGENESE • Applications de la transgénèse • Thérapie génique Made with Mac © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces Page 1 http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE RAPPELS DE 3EME ET DE 2NDE * * * © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces Page 2 http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE I. L’EXPRESSION DU PHENOTYPE à DOCUMENTS PAGES 50-­‐51 : Tableau des différents niveaux de phénotypes chez l’individu sain et l’individu atteint de la drépanocytose. Niveaux de phénotypes Individu sain Individu malade Crises articulaires ; infections Macroscopique / pulmonaires ; anémie grave et chronique Globules rouges en formes de faucilles, Cellulaire / raides, qui peuvent bloquer la circulation dans les capillaires Hémoglobine HbA avec 2 Hémoglobine HbS : dans la chaîne 𝛽 , en chaînes 𝛼 (alpha) et 2 position 6 de la séquence des acides Moléculaire chaînes 𝛽 (béta) aminés, il y a une valine (Val) à la place d’un acide glutamique (Glu) à DOCUMENTS PAGES 53 : Tableau des différents niveaux de phénotypes chez l’individu sain et l’individu atteint de la mucoviscidose. Niveaux de phénotypes Individu sain Individu malade Macroscopique / Troubles digestifs et respiratoires Cellulaire / Sécrétion d’un mucus très visqueux Moléculaire / Absence du 508ème acide aminé (Phe) Le phénotype est l’ensemble des caractères propres à un individu. Il peut se définir à trois niveaux : macroscopique, cellulaire et moléculaire. Dans le cas de la drépanocytose, le remplacement d’un acide aminé conduit à une hématie anormale, ce qui implique une anémie grave, voire même des thromboses. Le phénotype (drépanocytaire) dépend donc de l’hémoglobine qui est produite, à savoir HbS. Le phénotype d’un individu dépend des protéines qu’il exprime. © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces Page 3 http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE II. DU GENE A LA PROTEINE Tyrosine Site actif Tyrosinase ENZYME (protéine qui réalise une réacbon biochimique) Mélanine TYROSINE (substrat) TYROSINASE (enzyme) Les enzymes sont des protéines possédant un site actif lié à leur structure tridimensionnelle : la forme de la protéine conditionne sa fonction biologique. Une protéine est une molécule ordonnée définie par le nombre et la séquence en acide aminé. Il existe 20 acides aminés différents dans la nature. Plusieurs triplets de nucléotides (=codons) peuvent coder le même acide aminé. Le code génétique est un tableau de correspondances entre les 64 triplets possibles et les 20 acides aminés existants. Règle du code génétique : chaque codon correspond (ou code) 1 seul acide aminé MAIS 1 acide aminé peut être codé par plusieurs codons. On dit que le code génétique est redondant. Le codon ATG est un codon-­‐start. Page 4 © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE Les codons TAA ; TGA ; TAG sont des codons-­‐stop. Dans l’exemple précédent sur la maladie de la drépanocytose, l’hémoglobine HbA était remplacée par l’hémoglobine HbS. La mutation est au niveau d’un nucléotide du codon : Hémoglobine Codon Acide aminé GAC HbA Acide glutamique (protéine globine 𝛽 ) GTC HbS Valine (protéine globine 𝛽 anormale) C’est une mutation par substitution. © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces Page 5 http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE III. APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES DE LA RELATION ADN-­PROTEINE : LA TRANSGENESE En étudiant les séquences nucléotidiques du code génétique d’un être vivant, on peut déterminer des rapprochements d’espèces. Par exemple, on étudie la chaîne nucléotidique de l’Insuline chez l’Homme, le Bœuf et le Mouton : On constate que la chaîne nucléotidique de l’Homme est plus proche de celle du bœuf que de celle du mouton. Donc, le bœuf est plus proche de l’Homme. Dans le schéma ci-­‐dessus, la bactérie receveuse a intégré le gène humain de l’insuline. Ce gène a été exprimé dans la bactérie, ce qui a permis sa synthèse. On parle d’universalité d’ADN comme support de l’information génétique. En effet, que ce soit dans une cellule eucaryote (humaine) ou procaryote (bactérie), la structure et la fonction de l’ADN est la même. Le code génétique est le même chez tous les êtres vivants : il est universel. Ce sont ces particularités qui sont à la base d’applications biotechnologiques comme la transgénèse. ORIGINE DU GENE Humain ORIGINE DU RECEVEUR Bactérie NOUVELLE PROTEINE Insuline identique à l’insuline humaine INTERET DE LA TECHNIQUE Guérir les diabétiques dont le pancréas ne produit pas d’insuline Page 6 © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE • Applications de la transgénèse • Thérapie génique (cf. Annexe « La thérapie génique humaine ») © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces Page 7 http://bit.ly/objectifbaces THEME 1 : DU GENOTYPE AU PHENOTYPE • CHAPITRE 1 : L’EXPRESSION D’UN GENE : DE L’ADN A LA PROTEINE © Clément ROCHON • 2012 • Tous droits réservés. http://bit.ly/objectifbaces Page 8
