LADN.UNE-MOLECULE-INFORMATIVE-PARFOIS

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.
Tr a item e n ts
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 R 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)
R