Universalité et variabilité de la molécule d

Universalité et variabilité de la molécule d'ADN
I / L’ADN, support moléculaire universel de l’information génétique
A / Universalité de la molécule d’ADN
Il est possible d’extraire de l’ADN de n’importe quel type de cellule, c’est donc bien une molécule
universelle.
Il ne s’agit cependant pas de réaliser l’extraction de l’ADN en leçon (l’épreuve de TP permettra de
tester des aptitudes à manipuler) mais d’utiliser les résultats pouvant être en TP.
B / Localisation de l’ADN
1) L’utilisation de colorations spécifiques de l’ADN (résultats) permet de localiser l’ADN. L’ADN
est localisé dans le noyau.
2) Les chromosomes sont constitués d’ADN et de protéines. On utilisera des électronographies et
leurs interprétations qui montrent la présence d’ADN associé à des protéines.
On peut alors mettre en relation cette présence d’ADN avec l’information génétique.
C/ Les informations de la transgénèse
Un exemple de transgénèse.
Bilan : la transgénèse confirme que l’ADN est bien le support universel de l’information génétique.
Lorsqu’on pratique la transgénèse , on transfère au moins une unité d’information, celle nécessaire
à la réalisation d’un caractère, cette unité d’information s’appelle un gène, d’où le terme de
transgénèse .
II / L’ADN support de nombreux gènes, unités d’informations codées
À chaque caractère héréditaire d’un individu, correspond une information unitaire, le gène, porté
sur un chromosome et correspondant à un morceau d’ADN.
Un chromosome qui contient une molécule d’ADN porte de nombreux gènes .
L’ensemble des informations (l’ensemble des gènes) est portée par l’ensemble des chromosomes,
c’est à dire par l’ensemble des molécules d’ADN de la cellule.
A / La structure de l’ADN : une macromolécule informative
La spécificité de l’ADN est due à l’ordre d’enchaînement de bases, ou séquence, qui est spécifique
de la molécule d’ADN étudiée.
B / Un message codé par la séquence des nucléotides
- Hypothèse : puisque la séquence d’ADN est spécifique de l’ADN étudié, on peut supposer que
cette succession de bases contient une information codée.
- On pourra comparer plusieurs séquences différentes correspondant à différents gènes.
Bilan : Un gène est un morceau d’ADN donc une succession de nucléotides qui correspond à un
message codé. Un gène occupe une place déterminée, ou locus sur un chromosome. Un gène
contient bien une information nécessaire à l’expression d’un caractère donné.
III / ADN et variabilité génétique
A / La formation des allèles
1 / Les allèles d’un gène et leur origine (niveau 2nde)
Étude d’un exemple : mutation spontanée chez la levure
On constate qu’au cours de la multiplication de cellules de levures de couleur rouge apparaît (cf.
cultures de levure chez SORDALAB) au sein d’une colonie (un clone), un ensemble de cellules
blanches.
Comme toutes les cellules d’un clone proviennent par définition d’une même cellule mère qui était
rouge, on interprète l’apparition de la couleur blanche par la modification de l’information
génétique (donc de l’ADN) dans une cellule du clone et qui l’a transmise à ses descendants :
modification héréditaire.
Définition d’une mutation et conditions de transmission : Modification rare, soudaine de la
séquence d’ADN.
Conditions de transmission des mutations aux générations suivantes dans le cas des pluricellulaires
à reproduction sexuée: seulement si la mutation porte sur les cellules reproductrices (gamètes),

cellules appelées cellules germinales (les autres cellules, qui ne sont pas de la lignée des gamètes
étant les cellules somatiques).
Les allèles : des séquences nucléotidiques différentes.
Ce sont les différentes formes du même gène(un gène peut exister sous plusieurs versions
différentes).
Différence dans le message codé donc modification du caractère qui s’exprime à partir du gène.
2 / Les conséquences phénotypiques des mutations : niveaux 1re S et Terminale S
• Les relations entre génotype et phénotype : 1ère S : relations entre gènes et protéines ;
exemple de l’hémoglobine HbA et HbS
• Des conséquences phénotypiques variables : nature et localisation des mutations
(substitution, addition ou délétion d’un ou plusieurs nucléotides) : Terminale S
Bilan : Les mutations conduisent à une variabilité de l’information génétique : naissance de
nouveaux allèles, nouvelles versions des gènes.
Terminale S : existence d’une variabilité allélique liée à une hétérozygotie à de nombreux locus.
B / Les recombinaisons intrachromosomiques
Terminale S : localisation et interprétation des crossing-over.
C / Les duplications géniques
Terminale S : comparaison des gènes d’une famille multigénique et interprétation.
Bilan sur les innovations génétiques : polymorphisme des séquences d’ADN, acquisition de
nouveaux gènes....
Conception d’un exercice intégré
On pourra notamment construire un exercice fondé sur la comparaison de séquences
nucléotidiques avec leurs conséquences.
Des séquences peuvent être récupérées à partir des logiciels de type Anagène.
On pourrait aussi penser à un exercice s’appuyant sur un résultat de test-cross chez un organisme
diploïde, avec deux couples d’allèles portés par une même paire de chromosomes. (cf ouvrages de
génétique de la liste exemple Griffiths...)
Par exemple :
À partir de “Introduction à l’analyse génétique, GRIFFITHS et al., De Boeck, p. 142)
On croise des drosophiles de lignée pure aux yeux pourpres et aux ailes vestigiales avec des
drosophiles de lignée pure aux yeux rouges et aux ailes normales. On suppose que chaque
caractère est gouverné par un couple d’allèles que l’on notera ...
Les drosophiles obtenues en F1 ont les yeux rouges et les ailes normales.
En F1, les drosophiles ont donc le génotype suivant (on donnera le génotype).
Le croisement entre femelles F1 et mâles homozygotes aux yeux pourpres et aux yeux rouges
fournit les résultats suivants : on donnera ici l’échiquier du croisement avec les génotypes des
gamètes et les phénotypes des individus obtenus.
1 / Indiquez en quoi les phénotypes obtenus traduisent un brassage allélique.
2 / Proposez une interprétation chromosomique de la formation des gamètes de l’individu F1.
3 / Indiquez en quoi cette interprétation traduit un mécanisme à l’origine de la variabilité
génétique de la molécule d’ADN.