Groupe : ______ 18 avril 2016 Test 3OC (45`) 3BCoc B. Emery

Nom :____________________________________ Groupe : ________ 18 avril 2016
Test 3OC (45’) 3BCoc
B. Emery Génétique moléculaire des procaryotes COPAD
Aucun document autorisé (ni personnel, ni fourni).
Les réponses doivent figurer sur l’énoncé.
Écrivez très lisiblement et dans un français correct, merci.
1. Pour fabriquer des tablettes pour lave-vaisselles, on utilise des enzymes produites par
des bactéries.
Mais l’utilisation d’une haute température de lavage, détruit ces enzymes et les empêche
de fonctionner. Toutefois, certaines bactéries (les extrémophilles) vivent à haute
température (~70°C) et leurs enzymes résistent très bien à celle-ci. Malheureusement, la
culture des extrémophilles est compliquée.
On cherche donc à transférer les gènes produisant certaines enzymes digestives (comme
l’Aminopeptidase T, qui dégrade les protéines) de Thermus (ou Thermophilus) aquaticus
(un extrémophille), dans Escherichia coli (une bactérie intestinale dont la température de
croissance est de 37°C et facile à transformer).
Le gène de l’aminopeptidase T (M29) n’est pas dans un opéron polycistronique, mais est
un gène isolé (monocistronique). Un bout d’ADN de T. aquaticus (comprennant la
séquence codante de M29 ainsi que 500 pb. en amont et en aval de cette séquence) est
introduit dans un plasmide (contenant uniquement une origine de réplication et un gène
de résistance à un antibiotique).
Le plasmide est ensuite transféré dans une souche E. coli.
La production d’aminopeptidase T par une bactérie transformée est finalement analysée.
Malheureusement malgré l’introduction du gène M29 dans la bactérie, celle-ci ne produit
pas l’enzyme.
Après analyse du gène de M29, il se trouve que le codon d’initiation (habituellement
AUG) a été remplacé par un autre (GUG) chez T. aquaticus, ce qui empêche la traduction
par E. coli de la protéine.
a) Supposons qu’on modifie le codon d’initation en le remplaçant par AUG dans le
plasmide précédant, est-ce que E. coli produira forcément la protéine ? Justifiez (1pt)
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b) Décrivez la procédure de fabrication d’un plasmide recombinant qui garanti la
production d’aminopeptidase T par E. coli. (3pt)
c) Avec ce nouveau plasmide recombinant (garantissant une production en grande
quantité de la protéine par E. coli), existe-t-il tout de même un risque qu’il ne soit pas
possible de faire produire M29 par E. coli ? Si oui, indiquez pourquoi. (1pt)
d) Est-ce que la procédure que vous avez précédemment décrit (ou à défaut celle indiquée
dans l’énoncé) est de la « biologie synthétique » ? Justifiez. (1pt)
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2. Voici un extrait du livre « Biologie » (Campbell et coll., ed. 2007), présentant le
transfert de gènes d’Agrobacterium tumefaciens vers une cellule de plante.
« (…) Chez de nombreuses espèces végétales, une seule cellule de tissu mise en culture peut donner une
plante adulte. (…) Le vecteur employé pour introduire de nouveaux gènes dans les cellules végétales est
un plasmide, appelé plasmide Ti (pour tumor inducing), provenant d'Agrobacterium tumefaciens,
bactérie du sol. Un segment de l'ADN (ADNT) de ce plasmide est inséré dans l'ADN chromosomique
des cellules végétales hôtes. (…) On peut insérer des plasmides Ti recombinés [=modifié] (…) dans
Agrobacterium ; les plantes ou les cultures de cellules végétales sont alors infectées par les bactéries qui
contiennent le plasmide recombiné. » (p.442)
Il est à noter que les gènes du segment ADNT d’A. tumefaciens sont (entre autre) des
« oncogènes » causant des tumeurs. De part et d’autre de l’ADNT, se trouve des éléments
cis-régulateurs définissant le début et la fin du segment devant être transféré vers la
plante (donc, l’ADNT).
a) Comparez les cellules d’A. tumefaciens (la bactérie) à celles d’A. thaliana (une plante
infectée par A. tumefaciens). Citez 2 différences majeures. (2pt)
b) Comparez le processus de modification génétique ci-dessus à celui de la
« transduction » étudié en cours. (2pt)
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3. Décrivez les différentes étapes de la PCR (réaction de polymérisation en chaine) et
expliquez ce qui s’y passe. (3pt)
4. En biologie moléculaire, « Transcription » et « Traduction » font référence à des
processus biologique précis. Définissez-les rapidement. (2pt)
Total des points : ______ / 15 Note : ( ______ / 13) x 5 + 1 =
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Test 3OC (45’) 3BCoc
B. Emery Génétique moléculaire des procaryotes COPAD
Aucun document autorisé (ni personnel, ni fourni).
Les réponses doivent figurer sur l’énoncé.
Écrivez très lisiblement et dans un français correct, merci.
1. Pour fabriquer des tablettes pour lave-vaisselles, on utilise des enzymes produites par
des bactéries.
Mais l’utilisation d’une haute température de lavage, détruit ces enzymes et les empêche
de fonctionner. Toutefois, certaines bactéries (les extrémophilles) vivent à haute
température (~70°C) et leurs enzymes résistent très bien à celle-ci. Malheureusement, la
culture des extrémophilles est compliquée.
On cherche donc à transférer les gènes produisant certaines enzymes digestives (comme
l’Aminopeptidase T, qui dégrade les protéines) de Thermus (ou Thermophilus) aquaticus
(un extrémophille), dans Escherichia coli (une bactérie intestinale dont la température de
croissance est de 37°C et facile à transformer).
Le gène de l’aminopeptidase T (M29) n’est pas dans un opéron polycistronique, mais est
un gène isolé (monocistronique). Un bout d’ADN de T. aquaticus (comprennant la
séquence codante de M29 ainsi que 500 pb. en amont et en aval de cette séquence) est
introduit dans un plasmide (contenant uniquement une origine de réplication et un gène
de résistance à un antibiotique).
Le plasmide est ensuite transféré dans une souche E. coli.
La production d’aminopeptidase T par une bactérie transformée est finalement analysée.
Malheureusement malgré l’introduction du gène M29 dans la bactérie, celle-ci ne produit
pas l’enzyme.
Après analyse du gène de M29, il se trouve que le codon d’initiation (habituellement
AUG) a été remplacé par un autre (GUG) chez T. aquaticus, ce qui empêche la traduction
par E. coli de la protéine.
a) Supposons qu’on modifie le codon d’initation en le remplaçant par AUG dans le
plasmide précédant, est-ce que E. coli produira forcément la protéine ? Justifiez (1pt)
Pas forcément. En effet, le gène est directement tiré de T. aquaticus et introduit dans E.
coli, mais cependant ces 2 organismes sont différents. Il n’est pas du tout certain que le
promoteur de T. aquaticus soit fonctionnel dans E. coli. (Justification → 1pt)
En l’occurence, lorsque l’expérience a été réalisée, cela a fonctionné.
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