(1) double hélice d`une molécule d`ADN.

2nd-tp-p1-27 Chapitre 2 : la nature du vivant
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Objectif : structure de l'ADN - B2I
Observation : chez certains organismes (mutants), le métabolisme est modifié, les informations génétiques sont modifiées.
Problème : comment l'information génétique est-elle codée par l'ADN ? Le codage est-il le même chez tous les êtres vivants ?
Matériel : livre p. 67, GéniGen, Rastop + fichiers de molécules dans les répertoires élèves.
Capacités et attitudes
Activités expérimentales
Compétences
Utiliser un logiciel de données
Mise en relation de données
Utiliser un logiciel de données
Mise en relation de données
 Mise en relation de données
1 - La structure de l'ADN
Déterminer les caractéristiques de l'ADN à l'aide du logiciel Rastop et
d'une banque de séquences, réaliser le protocole expérimental p. 2 à 4.
Conclusion : mettre en évidence des points communs entre les
séquences d'ADN des différents organismes.
2 - Le code
Étudier des séquences d'ADN à l'aide du logiciel Génigen, réaliser le
protocole expérimental p. 5.
Conclusion : expliquer comment ce fait le codage sur l'ADN, les
conséquences d'un changement dans la séquence.
Bilan
Résumer les caractéristiques de l'ADN, définir les gènes, les allèles et
les mutations.
Approcher la structure de l’ADN
et la nature du message codé
Manipuler, modéliser, recenser,
extraire et organiser des
informations pour mettre en
évidence l’universalité de
l’ADN.
Rédaction d’un compte-rendu sur feuille double faisant apparaître la démarche expérimentale.

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1 - La structure de l'ADN
On ne peut pas observer directement les molécules, mais des méthodes indirectes permettent d'en construire des modèles que l'on peut
visualiser par ordinateur en 3 D.
Ouvrir le logiciel de visualisation Rastop
-> Double clic sur le répertoire BIOLOGIE puis sur le répertoire Rastop… puis Rastoppvf et RasTop.exe
-> cliquer sur fichier, ouvrir et indiquer le chemin. Les répertoires se trouvent sur R : Ressources (sous solstice) rép SVT, rép ADN
pour Rastop et ADN structure ou ADN constituant ou ADN humaine ou ADN des organismes.
couleur
sélectionner
sphère

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a) ADN structure
Nom
Nature
Nombre de nucléotides
Adn_h.pdb
ADN humain - molécule hydrogénée
36
Adn_cycl.pdb
Très bel enroulement de la molécule d'ADN humain (sans histone)
292 (exceptionnel)
Traiter les deux molécules de la façon suivante et en parallèle (fenêtre mosaïque).
→ Cliquer sur : atome, représentation, rayon fixe : taper "150" et valider.
→ Faire tourner la molécule à l'aide de la souris en cliquant bouton gauche de la souris sur la molécule et en déplaçant la croix qui apparaît.
Q 1 : décrire la molécule.
→ Choisir atomes, puis colorer par : chaînes.
→ Choisir Rubans : Trace.
Q 2 : combien de chaînes constituent la molécule ?
→ Cliquer sur l’icône sphère puis choisir atomes, puis colorer par : CPK.
→ Utiliser le zoom (bandeau du bas) pour ajuster la taille de la molécule. Faire tourner la molécule à l'aide de la souris en cliquant bouton
gauche de la souris (changer sa position bouton droit).
→ Les atomes : O en rouge ; N en bleu ; C en gris ; P en orange (atomes d'Hydrogène en blanc, s'ils sont représentés). L'ADN est une
molécule possédant un squelette comportant de nombreux atomes de carbone associés à des atomes d’hydrogène.
→ choisir rubans puis Squelette carboné.
Q 3 : de quelle catégorie fait partie cette molécule ?
→ Choisir atomes Coloré par : Forme.
Q 4 : combien y a-t-il de formes différentes et comment sont-elles associées ?
→ Choisir dans Éléments un nucléotide (A T C G) ou un couple A-T C-G puis nouvelle sélection et la couleur.
Q 5 : repérer les différents nucléotides et comment ils sont associés.
→ Sélectionner ADN_h, cliquer sur Molécule puis sur séquence afin d’afficher la séquence en nucléotides de la portion d’ADN représentée
(attention les chaînes sont inversées).
Q 6 : recopier verticalement la séquence des 8 premiers nucléotides de la chaîne A en respectant le code couleur suivant :
A : bleu T : vert G : rouge C : orange, puis écrire la chaîne complémentaire.

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b) ADN constituants
Nom
Nature
Nom
Nature
Adn chaîne A.pdb
ADN humain
H3PO4.pdb
Acide phosphorique
Adenine.pdb
Adénine
Desribh.pdb
Désoxyribose
Thymine.pdb
Thymine
Guanine.pdb
Guanine
Bases A_T.pdb
Complémentarité des bases AT
Cytosine.pdb
Cytosine
Bases C_G.pdb
Complémentarité des bases CG
→ Ouvrir Adn chaîne A.pdb, H3PO4.pdb, Desribh.pdb, Adenine.pdb, Thymine.pdb, Guanine.pdb, Cytosine.pdb, afficher les sphères.
Q 7 : de quoi se compose un nucléotide ?
→ Ouvrir les nucléotides associés C_G.pdb et Bases A_T.pdb (fenêtre mosaïque).
Repérer les associations des nucléotides.
Q 8 : schématiser la molécule, avec groupement phosphate désoxyribose et les bases.
c) ADN humaine
Nom
Nature
Nombre de nucléotides
Adn-hum1.pdb
Hydrolase ADN
22
Adn-hum2.pdb
Transcription ADN
36
Adn-hum3.pdb
Facteur de transcription
36
Adn-hum4.pdb
Tumor factor protein p53 et ADN
42
→ Ouvrir ADN humaine, afficher les molécules en mosaïque, les atomes en sphère, les nucléotides (atomes coloré par forme) et rubans trace.
Q 9 : comparer les molécules.
d) ADN des organismes
Nom
Nature
Nombre de nucléotides
Adn-ec.pdb
ADN bactérie : Escherichia coli
26
Adn-lev.pdb
ADN de levure (Saccharomyces sp)
20
Herpes.pdb
ADN du virus de l’Herpès (Human Herpes virus 4)
36
Rat.pdb
ADN de Rat (Rattus norvegicus)
16
→ Ouvrir ADN des organismes, afficher comme précédemment (mosaïque, sphère, forme et rubans).
Q 10 : comparer les molécules.
P
D
G
A
C
T

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2 - Le code
Enregistrer les deux fichiers sur le site dans téléchargement (clic droit puis enregistrer…).
Le gène
Ouvrir Génigen
Faire -Fichier puis -Charger des séquences, choisir alpha.adn La séquence de la chaine alpha de l'hémoglobine s'affiche
Ecrire la séquence complémentaire (se limite à 20 bases) Faire -Fichier puis Entrée d'une séquence
Puis comparer les séquences Faire -Affichage ADN 3' 5' puis Affichage -Comparaison
Définir ce qu'est un gène.
Les allèles
Faire -Fichier puis -Charger des séquences, choisir ABO Les séquences des groupes sanguin s'affichent
Les comparer Faire -Action puis Alignement (un tiret indique une identité)
Afficher les informations
Définir ce que sont les allèles.
Les mutants
Expliquer ce que sont les levures Ade2 p.66 et 67
Définir ce qu'est une mutation.