Séance 4 : l`ADN, unité du vivant. L`information génétique des

Séance 4 : l’ADN, unité du vivant.
L’information génétique des cellules se trouve dans le noyau, et plus précisément dans la
molécule d’ADN des chromosomes.
En qu oi l’ A DN e st - il un autre in dice de la paren té e ntre ê tre s v ivants ?
Capacités : exploiter un logiciel de visualisation moléculaire (RasTop), exploiter une banque
de données, exploiter des documents, réaliser un schéma.
- Pour débuter, nous donnons une première définition du gène, nécessaire pour comprendre les
expériences ci-dessous.
- Ouvrir le livre aux pages 52 et 53. On étudie ici des expériences de transfert de gène ou transgénèse.
- Indiquer, pour chaque exemple (souris verte, maïs résistant à la pyrale, production de protéines
humaines soignant l’hémophilie), l’organisme donneur, l’organisme receveur, le gène transféré et la
nouvelle propriété acquise.
- Montrer ensuite que ces expériences confirment que l’ADN code des informations dans un langage
universel.
On étudie désormais la molécule d’ADN. Pour cela, on utilise le logiciel RasTop (mode d’emploi
donné à la séance 2).
- Ouvrir RasTop, puis le dossier ADN, situé dans le dossier molec3d.
- Ouvrir les trois fichiers suivants : drosophile (Insecte), poulet (Vertébré) et salmonelle (bactérie).
Vous obtenez alors des extraits des molécules d’ADN de ces trois espèces. Commencer par
représenter chaque molécule en « boules et bâtonnets ».
- On veut déterminer le nombre de chaînes dans les trois molécules d’ADN. Pour cela, sélectionner
« atomes » puis « colorer par » puis « chaîne ». Indiquer alors sur votre feuille le nombre de chaînes
visibles dans les molécules d’ADN.
- Sélectionner ensuite « rubans » puis « traces ».
- Par la suite, on veut retrouver les couleurs d’origine des atomes. Pour cela, sélectionner « atomes »
puis « colorer par » « CPK ».
- Décrire sur votre feuille l’aspect de la molécule.
- Par la suite, supprimer la trace en cliquant sur « rubans », puis « effacer ».
- On veut ensuite mettre en évidence les constituants de l’ADN : ce sont les nucléotides. On en
dénombre quatre : le nucléotide à adénine (symbole A), déjà vu en séance 2, le nucléotide à guanine
(G), le nucléotide à thymine (T) et le nucléotide à cytosine (C).
- Pour cela, dans la fenêtre « éléments », sélectionner A, puis cliquer sur
« nouvelle sélection », et dans la palette de couleurs, affecter la couleur
bleue à A.
- Recommencer ensuite les mêmes opérations, DANS LE MÊME ORDRE, pour les trois autres
nucléotides, et l’ensemble des trois molécules, en respectant le code couleur suivant :
A  bleu
C  jaune
G  rouge
T  vert
- Pour plus de clarté par la suite, le mieux est de représenter les molécules en
bâtonnets. Pour cela, sélectionner toute la molécule et « bâtonnets ».
- Passer ensuite chaque molécule sur fond blanc (veiller à tout sélectionner d’abord). Le protocole
exposé lors de la séance 2.
(CR) - Coller les trois molécules dans un tableau à six cellules (3 colonnes et 2 lignes) sous Word.
Dans les trois cellules du bas, indiquer les noms des molécules et espèces et comptabiliser pour
chacune d’entre elles le nombre de nucléotides à A, T, C et G.
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(CR) - Calculer les rapports A/T et G/C pour chaque molécule et les inscrire sur votre feuille.
Conclure : expliquer les résultats.
- En dernier lieu, afficher les liaisons faibles (= qu’on peut rompre facilement) rencontrées dans les
molécules : pour cela, sélectionner « liaisons » puis « liaisons hydrogène » puis « afficher ».
(CR) - Indiquer alors sur votre feuille où se situent ces liaisons faibles.
- Imprimer alors le fichier (attention, l’impression se fait en noir et blanc).
- Réaliser ensuite un schéma bilan légendé de la molécule d’ADN (molécule déroulée, cinq paires de
nucléotides).
- On veut maintenant rechercher dans quelle partie de la molécule d’ADN l’information génétique est
codée, et montrer également que la molécule est variable.
- Exploiter le document 2 page 56. Montrer en quoi diffèrent les cinq gènes. Dans quelle partie de
l’ADN l’information génétique est-elle codée ?
Par la suite, on exploite le logiciel Anagène, dont la barre de tâches est exposée ci-dessous.
Nous allons étudier un gène qui fabrique une protéine : l’hémoglobine. Cette protéine n’est
fabriquée que dans les globules rouges, présents dans le sang. C’est elle qui donne sa couleur au sang,
et est responsable du transport d’O2 . Nous étudions ici deux allèles du gène : l’allèle produisant la
protéine hémoglobine « normale », et l’allèle produisant la protéine hémoglobine qui ne fonctionne
pas normalement (c’est en fait une autre version de la même protéine), et qui conduit à une maladie :
la drépanocytose.
- Rappeler la définition d’un gène et d’un allèle.
Pour rechercher les séquences, aller dans : banque de séquence ; les chaînes de l’hémoglobine ; bêta ;
séquences normales. Sélectionner « betacod.adn.
- Recommencer et aller ensuite dans séquences mutées ; drépanocytose. Sélectionner
« drepcod.adn ».
- Vous disposez désormais des deux allèles. Comparer les deux allèles sélectionnés en suivant le
protocole ci-dessous :
- Sélectionner les deux allèles (la séquence sélectionnée s’inscrit sur fond
blanc) et vérifier que la séquence de référence (betacod) est bien située en
haut : dans le cas contraire, pointer la ligne (flèche rouge), et la déplacer en
cliquant sur les flèches (vers le bas ou le haut).
- Réaliser ensuite une comparaison simple des deux allèles.
- Recopier les vingt premiers nucléotides et écrire le brin d’ADN complémentaire pour chaque
séquence. Comparer et conclure. On parle ici de ………………………… Cela montre que la
molécule d’ADN est variable.
- D’une manière générale, les mutations provoquent l’apparition de mutants, comme exposé dans le
livre à la page 58.
- Conclusion de la feuille : répondre à la problématique initiale.
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