TP 6 : à la recherche de facteurs qui contrôlent le métabolisme (ex

TP 6 : à la recherche de facteurs qui contrôlent le métabolisme (ex : levures Ade2)
Le problème à résoudre : démontrer que l’environnement et/ou le patrimoine génétique d’une cellule peuvent
influencer son fonctionnement (c’est-à-dire les réactions chimiques qu’elle réalise) . Autrement dit, démontrer qu’une
cellule dont l’information génétique et/ou l’environnement est modifié peut avoir un fonctionnement perturbé.
Consignes :
-
Mettre en œuvre le protocole expérimental [4.]
En vous appuyant sur l’ensemble des documents proposés, formuler une réponse précise et justifiée au problème à résoudre. [10]
Info.1 =On appelle ici « environnement » des cellules : - soit un environnement à 37° normal
- soit un environnement 37°+ exposition aux UV
P.66 doc1
Vos résultats la semaine prochaine (ou doc 2b p.67)
Info.2 :
La coloration rouge ou blanche des levures caractérise le métabolisme des levures. Le gène ade2 est
le gène responsable de la coloration des levures. L’étude du gène Ade2 chez des levures blanches ou
rouges montre que les levures blanches et les levures rouges n’ont pas le même allèle pour ce gène.
Info. 3 (rappels de collège) : l’information génétique de cellules eucaryotes est contenue dans le noyau, sous forme de
chromosomes. Chaque chromosome porte de nombreux gènes .
Info.4 : les levures mutantes Ade2 sont des cellules dont le gène Ade2 est muté donc n’est plus fonctionnel
Info.5=
Structure de
l’ADN est
modifiée
conséquences des rayons ultraviolets sur l’ADN (source : livre Nathan 2nde, SVT, éd.2006)
Les radiations UV véhiculent de l’énergie. Lorsqu’une radiation frappe une molécule, cette dernière l’absorbe et
subit une modification. Vous le savez depuis le TP2, toute cellule contient de nombreuses molécules comme des
protéines, des lipides, de l’ADN, de l’eau…. Une étude expérimentale montre que les molécules qui absorbent le
plus les rayonnements UV sont les molécules d’ADN.
L’absorption de l’énergie des UV par l’ADN provoque des cassures au sein de la molécule d’ADN. De telles
cassures modifient l’information génétique et donc bloquent le fonctionnement du gène touché par cette
cassure.
Habituellement ces cassures sont réparées par des protéines que nous avons dans toutes nos cellules, mais ces
protéines peuvent commettre des erreurs. Ainsi, plus ces protéines sont sollicitées, plus le risque d’apparition
d’erreurs est important.
Correction complémentaire rédigée du TP6 à la demande d’une élève
(j’étais passée voir tous les binômes pour corriger les réponses + correction commune faite en classe
sous forme d’un schéma )
INFLUENCE DU PATRIMOINE GENETIQUE ?
J’apprends avec l’info2 que la couleur des levures est caractéristique de leur métabolisme.
J’observe dans le doc1 p.66 que des souches de levures normales forment naturellement des colonies
blanches car elles réalisent un métabolisme normal . , Au contraire, des souches mutantes Ade2 ont un
métabolisme perturbé et forment donc des colonies rouges (les souches mutantes sont en effet
incapables d’utiliser la molécule d’adénine présente dans un milieu, et accumulent de ce fait un pigment
rouge.)
Les infos 3 et 2 nous permettent de comprendre que le patrimoine génétique d’un être vivant est
porté par des gènes. Le gène Ade2 est justement le gène responsable de la coloration des levures
Les souches mutantes possèdent une version mutée du gène Ade2, ce gène n’est donc pas fonctionnel
dans les cellules mutantes, et les cellules de levures sont donc rouges au lieu d’être blanches : le
fonctionnement des cellules est perturbé.
L’ensemble des documents cités ci-dessus permettent de démontrer que le patrimoine génétique d’une
cellule influence son fonctionnement (~métabolisme) , puisqu’en modifiant le patrimoine génétique d’une
cellule de levure, on a perturbé son fonctionnement.
INFLUENCE DE L’ENVIRONNEMENT ?
Des levures Ade2 sont mises en culture et placées soit dans un environnement normal soit dans un
environnement avec des UV. Les levures Ade2 sont naturellement rouges.
J’observe que dans un environnement à 37°C, sans UV, les colonies de levures Ade2 survivent (3000).
J’observe que plus on expose les levures à des UV, plus le nombre total de colonies diminue.( 1750
colonies si 30s d’UV, 60 colonies si 120s d’UV) , alors qu’on a toujours ensemencé le même nombre de
colonies au départ (3000).
D’après l’info5, l’ADN est une molécule qui absorbe le plus les rayons UV : les rayons UV absorbés par
l’ADN entraînent des cassures et perturbent le fonctionnement du gène. (Ces cassures sont
normalement réparées par des protéines, mais si ces protéines sont trop sollicitées par une longue
exposition aux UV, elles commettent des erreurs.)
On peut supposer que ce gène perturbé entraîne une mort des cellules de levures.
L’ensemble des documents cités permettent de démontrer que l’environnement d’une cellule influence
son fonctionnement : en effet, en modifiant l’environnement (exposition +-longue aux UV), le
métabolisme d’une cellule peut être modifié.