Une voie

TP11 L’EXPRESSION DE L’INFORMATION GENETIQUE
TP guidé
Activité 1 : le rôle des gènes
Allez dans le logiciel anagène puis ouvrir successivement : « thème d’étude », « première S, L, ES », « génotype,
phénotype, environnement », « complexité des relations génotype, phénotype, environnement », « les
phénotypes drépanocytaire », « drépanocytose », références gènes béta globine » puis « allèle globine béta ».
Refaite la même opération en ouvrant cette fois « protéine globine béta » à la dernière étape en veillant à ne pas
fermer la fenêtre précédente.
Comparez les séquences d’ADN entre elles puis les séquences des protéines (faire comparaison simple à chaque
fois). Décrivez les résultats et émettez une hypothèse explicative permettant de relier ces observations.
Activité 2 : Un nouvel acteur
On peut trouver dans les cellules une molécule chimiquement proche de l’ADN : L’ARN. Ce dernier peut être coloré en
rose-gris grâce à la pyronine alors que l’ADN peut lui être coloré en bleu-vert grâce au vert de méthyle. Réalisez cette
double coloration sur des cellules d’épiderme d’oignon. Pour cela, prélevez un épiderme d’oignon sur une lame. Colorez
votre échantillon avec le méthyle-pyronine (colorant mixte incluant les deux colorants pré-cités) durant 2 minutes. Rincez
votre échantillon puis déposez une lamelle
Réalisez un dessin d’observation de votre lame (exceptionnellement, votre dessin pourra comporter des couleurs). Sachant
que la synthèse des protéines se fait dans le cytoplasme, quelle hypothèse peut-on faire quant au rôle de cette nouvelle
molécule ?
Activité 3 : La transcription
Dans le logiciel « anagène », choisissez « fichier, banque de séquences ». Choisissez « chaîne de l’hémoglobine », « bêta »,
« séquence normale », « bêta.adn ». Allez dans « traiter, convertir les séquences » puis cocher « brin non transcrit », « brin
transcrit » et « ARNmessager ».
Répertoriez 3 différences entre les molécules d’ADN et d’ARNm. Comparez les séquences de nucléotides du brin transcrit
de l’ADN (BrT-beta.adn) et de l’ARNm (Arn-beta.adn). Précisez la relation qui existe entre ces deux brins. En tenant
compte de vos connaissances sur la structure de l’ADN, proposez un mécanisme de synthèse de l’ARNm à partir de l’ADN
en réalisant le schéma de la transcription du gène suivant sur la feuille A3. On précise qu’il s’agit du brin de l’ADN qui ne
subit pas la transcription (vous pouvez vous aider de la p 41 de votre manuel) :
ATGCTCCTGGCTGTTTTGTACTGCTAA
Découpez, donnez un titre, localisez dans la cellule et légendez la photo ci-dessous avec les termes
ADN, ARNm, fin du gène, début du gène et sens de « lecture ».
Activité 4 : Le code génétique
Nous savons que de la séquence nucléotidique de l’ADN est liée à la séance en acides-aminé des protéines puisque le
changement d’une base azoté implique le changement de la protéine (activité 1). Il faut donc un code permettant de passer
de la molécule d’ADN (ou d’ARNm) à la protéine. Proposez un principe de code permettant de faire correspondre les
successions de nucléotides à une succession précise d’acide aminé (on rappelle qu’il y a 20 acides aminés à coder avec des
successions de nucléotide A, T, G ou C).
Dans le logiciel « anagène », choisissez « fichier, banque de séquences ». Choisissez « chaîne de l’hémoglobine », « bêta »,
« séquence normale », « bêtacodant.arn ». Allez dans « traiter, convertir les séquences » puis cochez «ARN messager »,
« séquence peptidique » et « traduction simple ». Ces séquences confirment-elles votre hypothèse ? Justifiez votre
réponse. A l’aide du document à l’intérieur de la page de couverture, que peut-on dire des acides aminés tels la leucine,
l’arginine ou la sérine ? Précisez la signification des codons UAA, UAG et UGA ? Emettez une hypothèse quant à leur
place et leur rôle.
Activité 5 : La traduction
Découpez, donnez un titre, localisez dans la cellule et légendez la photo ci-contre avec les termes : ribosome, ARNm, chaîne
d’acide aminé.
Une
voie
Activité 6 : Bilan
Réalisez la transcription et la traduction d’un gène dont le brin non transcrit serait : Ajoutez au dessin de la feuille A3 distribuée,
la transcription et traduction du gène : ATGCTCCTGGCTGTTTTGTACTGCTAA (brin non transcrit).
Activité 7 : Un code presque universel
Des chercheurs ont isolé le gène codant pour une protéine de la membrane cytoplasmique de la paramécie (unicellulaire cilié),
puis l’ont transféré dans des cellules de lapin. Ils ont eut la surprise de constater que les cellules de lapin ne synthétisent jamais
la protéine complète attendue mais seulement des fragments. L’analyse de la séquence du gène fournit un élément
d’explication :
Brin transcrit : TAT TTC TCC ATG CCG CTC ATT CGT GCA CGA
En utilisant le code génétique, dites pourquoi les cellules de lapin sont incapables de synthétiser la protéine entière attendue.
Emettez une hypothèse pouvant expliquer que la paramécie, à partir du même gène, peut faire la synthèse d’une protéine
complète.
Les chercheurs ont remarqué que la protéine synthétisée présente un nombre de molécules de glutamine plus important chez la
paramécie que chez le lapin. Utilisez cette observation pour préciser votre hypothèse précédente. Quelle idée fondamentale de
la biologie moléculaire est ici partiellement remise en cause ?
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1ère S – Chap II : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique
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