Devoir n°1 : détermination du phénotype, protéines et enzymes

SVT 1ère S
Interrogation : Génotype phénotype
Etude du phénotype de la mucoviscidose :
En France, il naît chaque année environ 200 enfants atteints de mucoviscidose : c’est la plus fréquente des
maladies génétiques graves de l’enfant. Les différents symptômes de la maladie (doc 1) sont dus au
dysfonctionnement d’une protéine particulière découverte dans les années 1990, appelée CFTR (Cystic Fibrosis
Transmembrane Conductance Régulator)(doc 2).
Le doc 3 présente des extraits de séquences peptidiques et nucléotidiques de CFTR.
La mucoviscidose se caractérise par l'obstruction par du mucus de canaux présents dans l'organisme tels que:
Les voies respiratoires : Les voies respiratoire sont obstruées. La respiration est gênée par les infections qui
détruisent progressivement les poumons. Cette atteinte pulmonaire est à l’origine de la plupart des décès des
patients atteints de mucoviscidose.
Le foie : L’obstruction des canaux biliaires limite l’écoulement de la bile dans le tube digestif. La digestion
s’en trouve perturbée.
Le pancréas : L’obstruction des canaux pancréatiques bloque les enzymes digestives qui ne peuvent plus se
déverser dans l’intestin. Digestion perturbée.
L’intestin grêle : Chez certains nouveau-nés, un bouchon épais obstrue l’intestin et oblige à une
intervention chirurgicale.
L’appareil reproducteur : L’absence de canaux déférent rend stérile 95% des hommes atteints
La peau : En raison d’un mauvais fonctionnement des glandes sudoripares, la transpiration contient un
excès de sel (chlorure de sodium).
DOC 1
Dans les canaux des différents organes touchés, les cellules qui font le contact avec le milieu extérieur sont
qualifiées de cellules épithéliales. Dans ces cellules, a été mis en évidence l'existence d'un flux d'ions Cl- (chlorure)
de l’intérieur vers l’extérieur de la cellule. Ces ions empruntent un canal formé par la protéine CFTR. Le bon
fonctionnement de cette protéine est nécessaire pour une bonne fluidité des sécrétions.
DOC 2
CFTR comporte 1480 acides aminés.
Portion de CFTR chez une personne saine : ... Lys-Glu-Asn-Ile-Ile-Phe-Gly-Val-Ser-Tyr-Asp-Glu-Tyr-Tyr...
Portion de CFTR chez une personne atteinte de mucoviscidose : ... Lys-Glu-Asn-Ile-Ile-Gly-Val-Ser-Tyr-Asp-
Glu-Tyr-Tyr...
Les autres acides aminés sont identiques entre ces deux personnes pour CFTR.
Le gène impliqué (gène CFTR) et ses différents allèles ont été identifiés sur le chromosome 7. Parmi les
nombreux allèles conduisant à cette maladie « mucoviscidose », le plus fréquent est l'allèle Delta F508.
Voici une portion des séquences de l'allèle "normal" et de l'allèle Delta F508 à partir du nucléotide n° 1507 et
jusqu'au nucléotide 1530.
allèle "normal" : Allèle DeltaF508 :
AAA GAA AAT ATC ATC TTT GGT GTT TCC AAA GAA AAT ATC ATT GGT GTT TCC
TTT CTT TTA TAG TAG AAA CCA CAA AGG TTT CTT TTA TAG TAA CCA CAA AGG
DOC 3
1 Définissez les termes de gène, d’allèle et de protéine.
2 Qu’entend on par « propriétés d’une protéine » ?
3 Relever dans un tableau les différentes échelles du phénotype de la mucoviscidose présentées dans les différents
documents.
4 Quelle est la cause du phénotype moléculaire de la mucoviscidose ?
5 Peut on parler de phénotypes alternatifs pour le gène CFTR ? Justifiez votre réponse.

SVT 1ère S
1 Voir cours
2 Les propriétés d’une protéine concernent les différents niveaux structuraux d’organisation. (primaire,
secondaire, tertiaire et quaternaire)
3
Phénotype moléculaire
Phénotype cellulaire
Phénotype macroscopique
Protéine CFTR
anormale : Il manque un
acide aminé : Phe
Canaux chlorure non
fonctionnels
Les cellules
épithéliales ne
produisent plus de
sécrétions fluides.
Canaux obstrués :
Capacité respiratoire faible, stérilité, digestion perturbée
au niveau du foie, du pancréas et de l’intestin grêle.
Infections pulmonaires à répétition, puis destruction du
tissu pulmonaire.
Sueur salée
4 Le manque d’un acide aminé est du à une mutation du gène CFTR. Trois couples de nucléotides successifs
disparaissent (n°1522 à 1524): TTT/AAA. (rmq : le changement du couple n°1521 C/G par T/A ne change rien)
5. Le Gène CFTR possède au moins deux allèles différents (normal et deltaF508). Par conséquent, il est à
l’origine de deux phénotypes possibles ne pouvant pas être visibles simultanément. Ils sont considérés alternatifs.
Graphique 2
Evolution de la quantité de O2 en
fonction du temps.