Support et organisation de l`Information génétique

 Support et organisation de l’Information génétique Problématique : Comprendre la nature et la structure de l’ADN pour expliquer son rôle universel. 1. Support de l’information génétique 1.1.
Mise en évidence du rôle de l’ADN L’expérience de transgénèse met en évidence que l’ADN (l’Acide désoxyribonucléique) est le support de l’Information Génétique puisque le transfert d’un morceau d’ADN d’un organisme à un autre s’accompagne de l’expression d’un nouveau caractère chez l’organisme receveur (voir l’activité 1). Un fragment d’ADN qui participe à la réalisation d’un caractère est appelé un gène ( exemple du gène qui code pour la protéine GFP qui rend la souris verte). Tels les articles d’un journal sont le support d’une information journalistique, la molécule d’ADN est le support de l’Information Génétique. 1.2.
ADN, un support universel de l’IG Les expériences de transgénèse mettent en évidence que des parties de molécules d’ADN d’un organisme peuvent être intégrées et lues par des organismes différents. L’IG contenue dans ADN est donc inscrite dans un langage universel. L’universalité du rôle de l’ADN est un indice important de la parenté des êtres vivants. 2. Nature et structure de l’ADN 2.1.
Constituants de l’ADN Les expériences d’hydrolyse de l’ADN (voir l’activité 2) montrent que cette molécule est formée d’unités répétitives : les nucléotides. Chaque nucléotide est constitué des 3 éléments reliés par des liaisons covalentes (fortes): -­‐
un acide phosphorique ( symbolisé par la lettre P), -­‐
un sucre (le désoxyribose, symbolisé par la lettre D) -­‐
une base azotée parmi les 4 existantes (thymine, cytosine, guanine et adénine). Liaison covalente Il existe ainsi 4 nucléotides qui se distinguent par leur base azotée, on les symbolise par les lettres : -­‐ A, le nucléotide dont la base azoté est l’Adénine -­‐ T, le nucléotide dont la base azoté est la Thymine -­‐ G, le nucléotide dont la base azotée est la Guanine -­‐ C, le nucléotide dont la base azotée est la Cytosine Un brin d’ADN est une chaine orientée (un côté P et un côté D) de nucléotides liés les uns au autres par des liaisons covalentes entre l’acide phosphorique d’un nucléotide et le sucre d’un autre nucléotide, un peu comme un collier de perles où les perles seraient des nucléotides. Côté qui commence par P Comme P et D sont toujours présents, on peut simplifier l’écriture. L’écriture linéaire est une simplification. Lorsqu’on écrit TGCGA ou toute autre combinaison, on symbolise en fait une molécule d’ADN composée d’une suite de nucléotides T, G, C, G et A. Côté qui finit par un D 2.2.
Structure tridimensionnelle de l’ADN En 1953, Watson et Crick ont proposé une structure tridimensionnelle de l’ADN. (Ils se sont appuyés sur les travaux de Chargaff
qui a découvert que dans l’ADN, il y a autant d’adénine que de thymine et autant de guanine que de la cytosine. Ils doivent
également beaucoup à Rosalind Franklin qui a produit un cliché de l’ADN par diffraction de rayons X qui permet de mettre en
évidence de la structure en hélice de l’ADN. ) - À ne pas savoir par cœur.
La grosse molécule d’ADN se présente sous la forme de deux brins enroulés en double hélice. Les nucléotides des deux brins sont
complémentaires 2 à 2 et sont reliés par des liaisons H (faibles) entre bases azotées :
-­‐ l’Adénine est exclusivement reliée à la Thymine (A/T)
-­‐ la Cytosine est exclusivement reliée à la Guanine (C/G).
Modèle de la structure universelle de l’ADN
Structure de la molécule d’ADN déroulée
1- Entourer en rouge un nucléotide.
2- Les montants de l’ADN sont formés de…
3- Les barreaux de l’ADN sont formés de …
4- Complétez la séquence des bases azotées sur le schéma
2.3.
Codage de l’IG
L’IG est codée par l’ordre d’enchainement des nucléotides. Chaque brin d’ADN est donc une séquence nucléotidique (suite ordonnée de nucléotides). De la même façon que l’ordre des lettres qui font un mot est important pour qu’il ait un sens, l’ordre des nucléotides est important et donne le sens de l’information génétique. Les mutations sont des modifications de la séquence de nucléotides d’un gène. Elles créent de nouvelles versions de ce gène appelées : allèles (un allèle, des allèles). Ce qu’on appelle la variation génétique correspond aux variations entre les molécules d’ADN des cellules d’individus d’une même espèce ou d’individus d’espèces différentes. Les individus d’une même espèce ont les mêmes gènes mais pas forcément les mêmes allèles, les mutations sont une cause de la variation génétique. Bilan : La nature modulaire de la molécule d’ADN, une suite ordonnée de nucléotides, et sa structure, deux chaines organisées en une double hélice permettent d’expliquer son rôle universel de support d’IG.