exercice 2 : Quand l`ADN s`en mèle - Emilie Yeterian
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Exercice 2 : Quand l'ADN s'en mêle Le professeur Trouvetout effectue des travaux de recherche sur une maladie génétique, la « plufite ». Son équipe a reçu récemment plusieurs échantillons de sang de patients atteints par cette maladie. Objectif : Déterminer l'anomalie génétique qui cause cette maladie, et ses conséquences. Première étape : Analyse de la situation Pour chaque échantillon reçu, vous disposez d'un arbre généalogique de la famille du patient, qui vous indique les autres membres de la famille atteints par cette maladie et les liens de parenté avec le malade. Exemple d'arbre généalogique : Mutation ou accident génétique Femme saine Femme conductrice Homme sain Homme malade Sur cet arbre généalogique, quelle population est atteinte par la « plufite » ? Tous les individus. Uniquement des femmes. Uniquement des hommes. Des hommes et des femmes. Comment expliquer cela ? Il s’agit d’une maladie génétique. La maladie a lien avec les chromosomes sexuels. La « plufite » a une préférence pour les hommes. C’est le fait du hasard. Deuxième étape : Identification du gène impliqué L'ADN contenu dans les chromosomes est composé de 4 bases azotées différentes : l'Adénine (= A), la Thymine (= T), la Cytosine (= C) et la Guanine (= G). Ces 4 bases peuvent s’associer pour former des séquences de longueur variable appelées « gènes ». Le professeur Trouvetout demande à son équipe de déterminer l’enchaînement des bases ADN au niveau de plusieurs gènes du chromosome X, qu’il suspecte d’être impliqués dans la maladie. En comparant les séquences obtenues, le professeur localise une zone qui présente une certaine variabilité. Voici les différentes séquences obtenues dans cette zone : Patient Séquence ADN Témoin ATG GCC GCA TCA AAT CGC ACC GGA CAA Malade 1 ATG GCC GCA TAA AAT CGC ACC GGA CAA Malade 2 ATG GCC GCA TGA AAT CGC ACC GGA CAA Malade 3 ATG GCC GCA TGA AAT CGC ACC GGA CAA Quelle est la différence entre la séquence ADN du témoin et des personnes malades ? Les protéines sont des macromolécules nécessaires au fonctionnement de la cellule. La séquence ADN isolée ci-dessus permet de coder pour une protéine. Pour chacune des personnes, la séquence protéique correspondante est donnée dans le tableau suivant : Patient Séquence protéique Témoin Méthionine Alanine Alanine Sérine Asparagine Arginine Thréonine Glycine Glutamine Malade 1 Méthionine Alanine Alanine STOP Malade 2 Méthionine Alanine Alanine STOP Malade 3 Méthionine Alanine Alanine STOP Que se passe-t-il au niveau de la séquence protéique ? Une protéine incomplète ne sera pas fonctionnelle dans la cellule. A votre avis, l’origine de la maladie vient donc : D’une mauvaise hygiène du patient. De la protéine qui s’est arrêtée prématurément. Du code de la route. Du gène muté. A l'aide de vos connaissances et d'Internet, proposer un ou deux exemples de maladies génétiques et expliquer leur origine. Corrigé exercice 2 : Quand l'ADN s'en mêle Première étape : Analyse de la situation 1. Sur cet arbre généalogique, quelle population est atteinte par la « plufite » ? Seuls les hommes sont atteints. Certaines femmes sont porteuses sans être atteintes. Ces femmes portent dans leurs gènes l'anomalie à l'origine de la maladie, mais ces gènes ne s'expriment pas et elles ne sont pas malades. 2. Comment expliquer cela ? Il s’agit en effet d’une maladie génétique, en lien avec les chromosomes sexuels. Cette affirmation peut être avancée, car seuls les hommes sont atteints. Si l'anomalie génétique se situait sur un chromosome autosomique, la maladie toucherait indifféremment les hommes et les femmes. Le fait que seuls les hommes soient touchés signifie que l'anomalie génétique est portée par le chromosome X et que cette maladie est récessive. Deuxième étape : Identification du gène impliqué Quelle est la différence entre la séquence ADN du témoin et des personnes malades ? En analysant ces différentes séquences ADN, on peut remarquer que, au niveau du 4ième triplet (= groupe de 3 paires de bases), il y a une base mutée, c'est à dire modifiée par rapport à la base d'origine. La cytosine d'origine est changée en adénine ou en guanine. Que se passe-t-il au niveau de la séquence protéique ? Pour chacune des personnes malades, il y a un codon STOP après 3 acides aminés seulement. La séquence protéique s'arrête donc prématurément. Or une protéine incomplète ne sera pas fonctionnelle dans la cellule et sera rapidement dégradée par celle-ci. Sans cette protéine, la cellule, et plus généralement l'organisme, présente un défaut de fonctionnement. L'absence de cette protéine entraîne probablement une partie des symptômes associés à la maladie. L’origine de la maladie vient donc de la protéine qui s’est arrêtée prématurément, à cause du gène muté. La mutation au niveau du gène a entraîné une erreur dans la fabrication de la protéine pour laquelle il code. A l'aide de vos connaissances et d'Internet, proposer un ou deux exemples de maladies génétiques et expliquer leur origine. Exemples de la mucoviscidose ou de la myopathie de Duchenne. expliquer leur origine.
