Télécharger le fichier

Nom, Prénom : Corrigé
16.11.2016
Examen OC4 : Les biotechnologies, partie I
Durée : 90minutes.
Total 40 points.
1.
QCM (= questionnaire à choix multiples). Tu as, pour chaque question, une ou plusieurs
réponses possibles.
4pts
A.- Parmi les outils suivants issus des biotechnologies, lequel n’est pas associé à son
utilisation :
1) Enzyme de restriction – production de PFTR (polymorphisme de taille des fragments de
restriction).
2) ADN ligase – enzyme qui découpe l’ADN en créant des fragments de restriction à
bouts collants.
3) ADN polymérase – employée dans une amplification en chaîne par polymérase pour
développer des fragments d’ADN.
4) Transcriptase inverse – production d’ADNc (c=complémentaire) à partir d’ARNm.
5) Electrophorèse – séquençage de l’ADN.
B.- La première étape dans le clonage d’un gène est :
1) l’insertion d’un plasmide dans une bactérie.
2) l’isolement du gène d’intérêt à partir d’un organisme qui le contient.
3) la culture des cellules.
4) le traitement des plasmides avec les enzymes de restriction.
C.- Après l’introduction du plasmide et la mise en culture des bactéries dans le protocole de clonage
d’un gène, nous obtenons :
1) que des bactéries transformées (ayant intégré le plasmide).
2) des bactéries transformées et non transformées (pas d’intégration du plasmide).
3) des bactéries transformées uniquement avec le plasmide recombiné.
4) des bactéries transformées uniquement avec le plasmide non recombiné.
D.- Dans les méthodes de production de l’ADN recombiné, le terme vecteur peut désigner :
1) l’enzyme qui découpe l’ADN en fragments de restriction.
2) l’extrémité cohésive d’un fragment d’ADN.
3) un marqueur PTFR.
4) un plasmide employé pour introduire de l’ADN dans une cellule vivante.
5) une sonde d’ADN servant à identifier un gène particulier.
1
2.- Les enzymes de restriction (8.5pts)
Ci-dessous est représentée la liaison entre deux nucléotides qui est rompue par l'enzyme de
restriction BamH I.
5' GGATCC 3'
3' CCTAGG 5'
Soient les enzymes de restriction BamH I, Pst I, Xho I et Mbo I dont les sites reconnus sont:
BamH I : 5' G/GATCC 3' ; OK (0.5pt)
Pst I : 5' CTGCA/G 3' ; OK (0.5pt)
Xho I : 5' C/TCGAG 3' ; NON
Mbo I : 5' /GATC 3'. OK (0.5pt)
(=1.5pt)
a) Déterminer quelle(s) enzyme(s) de restriction peuvent agir sur la séquence ci-dessous et
indiquer la position des coupures sur le document (5.5pts) = 1.5pt + 4pts
5’ ATACGG /(BamH I) /(Mbo I) GATCCGAGCTCTC / (Mbo I) GATCGTCTGCA /(Pst I)
GAAATTCC 3’
3' TATGCCCTAG /(BamH I) / (Mbo I)GCTCGAGAGCTAG / (Mbo I) CAG /(Pst I)
ACGTCTTTAAGG 5'
= 8 x 0.5pt = 4 pts
b) Donner la définition détaillée d’une enzyme de restriction et son origine (1.5pt)
Ce sont des protéines qui peuvent couper des fragments d'ADN au niveau d'une séquence
de nucléotides caractéristique appelée site de restriction (1pt).
Origine : bactérienne (0.5pt)
c) Expliquer comment l’organisme qui produit ces enzymes protège-t-il son propre ADN
contre leur action (1.5pt).
Il produit des méthylases (enzymes) (0.5pt) → reconnaissent le site de restriction sur son
ADN → ajoute des groupements méthyl (CH3) (1pt) → empêchent la coupure.
3.- Agrobactérium tuméfaciens (20.5pts)
a) Donner la structure détaillée de cette bactérie. (Schéma avec tous les composants détaillés, y
compris ceux du plasmide Ti) (5pts)
Membrane plasmique (0.5pt)
Chromosome bactérien (0.5pt)
Plasmide Ti (0.5pt) qui contient ADN-t (0.5pt) qui porte un gène codant pour le développement
de la tumeur (0.5pt) + un gène codant pour la synthèse et la libération des opines (0.5pt). On
2
trouve ensuite une région VIR, (0.5pt) qui contient des gènes qui permettent la fixation de la
bactérie aux cellules végétales (0.5pt). Une OR qui permet de répliquer le plasmide (0.5pt) et
deux gènes qui permettent à la bactérie de métabolisé les opines (0.5pt)
b) Expliquer en détails les différentes étapes qui permettent à cette bactérie d’effectuer un
transfert naturel de gène sur une plante et citer les conséquences de ce transfert sur la plante.
(5.5pts)
1.- Blessure au niveau de la plante (microblessures: insectes, vers, formation de racines
latérales, gel… (0.5pt)
2.- Emission de composés phénoliques par les cellules végétales endommagées (0.5pt)
3.- Chimiotactisme d’Agrobactérium tumefaciens (0.5pt)
4.- Composés phénoliques activent la région de virulence (0.5pt)
- Code une endonucléase → ADN-T (0.5pt)
5.- La bactérie est capable de se fixer aux Ȼ de la blessure (0.5pt)
6.- La bactérie transfert une partie de son matériel génétique (ADN-t) (0.5pt)
Conséquences :
7.- L’ADN-T s’intègre à celui de la plante (0.5pt)
8.- La plante produit ↑ d’hormones de croissance (0.5pt)
9.- Croissance désordonnée et illimitée des Ȼ infectées
→ Tumeur (galle du collet) (0.5pt)
10.- La plante synthétise et libère dans le sol des opines (0.5pt)
c) Que doit-on modifier dans agrobactérium tuméfaciens si nous souhaitons qu’elle transmette à
un plant de tabac un gène de résistance à un pesticide (2.5pts)
Il faut modifier l’ADN-T (0.5pt). Il faut enlever le codant pour le développement de la tumeur
(0.5pt) + le gène codant pour la synthèse et la libération des opines (0.5pt). On remplace ce gène
par le gène de résistance au pesticide voulu (0.5pt) et un gène d’intérêt permettant de sélection les
bactéries ayant intégré le plasmide recombiné (0.5pt)
d) Cette bactérie n’effectue aucune transgenèse sur les céréales, expliquer pourquoi ? Citer
ensuite et expliquer en quelques mots les méthodes de transfert direct employées pour
transformer les céréales (7.5pts)
Car les céréales ne produisent pas (0.5pt) de composés phénoliques (0.5pt) qui interviennent dans
le chimiotactisme d’agrobactérium tuméfaciens (0.5pt)
- Le polyéthylèneglycol (PEG) (0.5pt) : agent chimique qui déstabilise la membrane plasmique
(0.5pt) des protoplastes (0.5pt)
- L’électroporation (0.5pt) : appliquer de courts chocs électriques aux protoplastes (0.5pt) ce qui
permet l’ouverture de pores au niveau de la membrane plasmique permettant le passage de
l’ADN (0.5pt)
- La microinjection (0.5pt) : microseringues (sous microscope) (0.5pt) permettant l’introduction
directement dans des cellules isolées (0.5pt)
3
- Canon à gènes (0.5pt) : propulser le transgène à l’intérieur de la cellule isolée (0.5pt). Le gène
est fixé des projectiles microscopiques (0.5pt)
4.- Application du clonage d’un gène en médecine (7pts)
a) Nommer le premier médicament produit par génie génétique (0.5pt) Insuline (0.5pt)
b) Expliquer le protocole de production de ce médicament à l’aide d’une bactérie (5.5pts)
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
0,5pt
c) Pourquoi ne peut-on pas produire toutes les molécules (protéines) à l’aide de bactéries ?
(1pt) Car la plupart des protéines doivent subir des modifications post-traductionnelles
pour être active (0.5pt) et les bactéries n’effectuent pas ce type de modification (0,5pt)
4
BON TRAVAIL !!!
5