2nd une souris verte

Nom : Prénom : Classe :
Une souris verte…
Le programme génétique contrôle donc le métabolisme de la cellule. Chez les êtres vivants, le programme
génétique est localisé dans le noyau au niveau des chromosomes. Un chromosome est constitué de molécule
d’ADN et un fragment d’ADN correspond à un gène. Depuis les années 1950, la communauté scientifique
s’accorde pour dire que l’ADN, support de l’information génétique, est universel.
Problème : Comment la transgénèse permet-elle de montrer que l’information génétique est inscrite dans
la molécule d’ADN dans un langage universel ?
Compétences :
 Recenser, extraire et organiser des informations pour mettre en évidence l’universalité de l’ADN.
 Faire un schéma fonctionnel des étapes de la transgénèse (fiche autoévaluation).
Cette méduse (Aequorea victoria) normalement incolore,
devient verte lorsqu’elle est éclairée en lumière
ultraviolette (UV). Cette particularité est due à une
protéine que les chercheurs ont baptisée GFP pour « Green
Fluorescent Protein ». Cette protéine est produite dans les
cellules de la méduse grâce à un gène lui-même appelé « gène
GFP ». Cette découverte a valu le prix Nobel de chimie à
Osamu Shimomura, Martin Chalfie et Roger Y.Tsien en 2008.
Document 1
Cette souris n’est pas une souris comme les autres : chaque
cellule de son organisme fabrique une protéine fluorescente
verte GFP. Cette protéine ne modifie en aucune matière la
vie de cette souris. La propriété singulière est mise en
évidence lorsqu’on éclaire la souris pendant un cours instant
par une lampe UV. La peau de la souris apparaît alors verte
fluorescente. Ses poils par contre qui sont des cellules
mortes (kératinocytes) ne fabriquent pas la protéine et
restent donc sombres. Document 2
Le principe de la transgénèse
La transgénèse animale a été réalisée avec succès pour la première fois il y a 18 ans, lorsqu’en 1982 R.D
Palmiter, R.L Brinster et leurs collègues obtenaient des souris transgéniques exprimant très intensément le
gène de l’hormone de croissance de rat. Ces souris sont devenues géantes. Un transgène pouvait donc très
fonctionner chez son hôte et modifier très significativement ses morphologie et physiologie. L’embryon est un
passage obligé à un moment ou un autre si l’expérimentateur souhaite obtenir une lignée d’animaux
transgéniques.
La micro-injection de gène chez les animaux : la micro-injection du gène en solution directement dans le noyau
des cellules en culture est la meilleure méthode de transfert du gène. C’est celle qui a été retenue pour obtenir
des animaux transgéniques.
Chez la souris et autres mammifères (lapin, mouton, porc, chèvre et vache), il est possible d’injecter
directement une solution contenant de l’ADN dans un ovule fécondé, à l’aide d’une micropipette, sous contrôle
microscopique. L’injection a lieu dans l’un des deux noyaux (pronucléus) fournis par les cellules reproductrices
mâle et femelle, juste avant qu’ils ne fusionnent. L’embryon est ensuite transplanté dans l’oviducte ou l’utérus
d’une femelle. Par cette méthode, 10 à 30 % des nouveaux-nés descendants intègrent le gène au sein du génôme
de leurs cellules reproductrices (gamètes). Document 3

1. En utilisant ces 3 documents, faire un schéma bilan qui présente les étapes de la technique de
transgénèse conduisant aux souris fluorescentes. Votre schéma doit comporter : organisme donneur,
organisme receveur génétiquement modifié, gène transféré, mode de transfert utilisé, nouveau
caractère cellulaire.
2. A partir du document 4, résumer les intérêts scientifiques de la fluorescence.
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Pourquoi le marqueur GFP est-il révolutionnaire ?
Lorsque les scientifiques développent des méthodes leur permettant de voir ce qui était invisible auparavant, la
recherche fait toujours un grand bond en avant. Par exemple, quand Anton Van Leuuwenhoek est l'un des
premiers à utiliser le microscope au 17ème siècle, un nouveau monde s'ouvre. Les scientifiques ont soudainement
pris conscience de choses dont ils n'imaginaient même pas l'existence auparavant comme les bactéries ou les
cellules.
Cette année 2008, le Prix Nobel de Chimie récompense une découverte à l'effet similaire sur le monde
scientifique. La protéine fluorescente verte GFP est depuis quelques décennies "le microscope" des
biochimistes, biologistes et autres chercheurs dans le domaine médical ; la forte couleur verte de la GFP
apparaissant sous lumière bleue ou UV. Ainsi dans les applications directes, la GFP permet d'illuminer la
croissance des tumeurs cancéreuses, le développement de la maladie d'Alzheimer ou l'évolution de bactéries
pathogènes.
L'utilisation la plus intéressante de la GFP consiste en la possibilité de suivre les différents processus
biologiques et chimiques à l'intérieur même de la cellule. Une cellule -de l'ordre de 0,02 mm de diamètre- est
constituée de protéines, d'acides gras, de carbohydrates et autres molécules dont l'observation nécessite une
puissance de résolution dépassant celle d'un microscope classique. Pourtant c'est à ce niveau d'échelle d'étude
que les chercheurs doivent travailler afin d'affiner leur compréhension du monde cellulaire.
Au sein de la cellule, les processus biochimiques sont en général régulés par les protéines, dont les variétés
fonctionnelles sont multiples. En connectant la protéine GFP -facilement traçable de par sa fluorescence verte-
à une de ces protéines cellulaires, les chercheurs peuvent à présent suivre son comportement, ses mouvements
et ses interactions avec le milieu de la cellule. (article culturesciences) Document 4
Protéine GFP longue chaîne de 238 acides aminés. A l'intérieur de la structure, les acides aminés 65, 66 et 67 forment le chromophore, le groupe chimique qui absorbe la lumière bleue
et UV et qui fluoresce en vert.
Bilan : expliquez en quoi ces expériences montrent l’universalité de la molécule d’ADN.
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Evaluation TP transgénèse :
Etapes
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Résultats
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