Chèr(e) collègue, je vous adresse mon jeune patient chez qui a été

2° DS : l’ADN support universel de l’information génétique. CORRECTION
Chèr(e) collègue, je vous adresse mon jeune patient chez qui a été diagnostiquée, depuis la
naissance, une maladie que je vous charge d’expliquer aux parents.
Document 1 : bilan de l’examen clinique.
Age : 1 mois
Sexe : féminin
Antécédents familiaux : Une cousine et un grand frère
Un test réalisé à la naissance (test de Guthri) a permis d’identifier un trouble métabolique* qui
pourrait se traduire par des atteintes du système nerveux, elle perturbe le développement du
système nerveux en agissant sur les cellules nerveuses : les enfants atteints présentent des retards
mentaux importants.
* trouble du fonctionnement des cellules
En fait cette atteinte des cellules nerveuses est le résultat d’une mauvaise élimination d’un acide
aminé naturellement apporté par l’alimentation: la phénylalanine, par les cellules du foie. Or
c’est l’accumulation de cet acide aminé qui est toxique pour les cellules nerveuses.
Taux de phénylalanine dans les urines et dans le sang
Phénylalanine (mg/100ml)
Concentration normale
Concentration chez le patient
Dans le plasma
1 à 10
15 à 63ì
Dans les urines
30
300 à 1000ìì
1. Quels sont les symptômes à l’échelle de l’organisme ? A l’échelle de l’organisme, on peut
voir que les patients présentent des atteintes du système nerveux, des retards mentaux.
On voit un fort taux de phénylalanine dans le sang et les urines : l’accumulation de la
phénylalanine, mal éliminée, dans le sang est toxique pour les cellules nerveuses.
Document 2 : étude des cellules du foie
Dans les cellules du foie, une enzyme* : la PAH (phénylalanine hydroxylase) permet de transformer
la phénylalanine (acide aminé d’origine alimentaire) en tyrosine (autre acide aminé)
* enzyme = protéine « outil » qui réalise une fonction : ici elle permet la dégradation de la phénylalanine en tyrosine
(Alimentation) à
Phénylalanine
(Toxique pour les cellules nerveuses
PAH
Tyrosine
si elle n’est pas transformée)
L’étude des cellules du foie de notre patient montre qu’elles ne fonctionnent pas correctement et
ne transforment pas la phénylalanine qui s’accumule et passe dans le sang.
2. Quels sont les cellules impliquées et comment ? Ce sont les cellules du foie qui sont
responsables de cette maladie : elles ne transforment pas la phénylalanine en tyrosine.
La phénylalanine s’accumule alors dans le sang et est toxique pour les cellules nerveuses.
Document 3 : étude de la PAH
L’enzyme PAH est comme toutes les enzymes une protéine.
Elle est constituée de 451 acides aminés. Seuls sont représentés les acides aminés 277 à 283.
Fragment de la molécule chez un individu sain:
Tyr – Thr – Pro – Glu – Pro – Asp – Ile
Fragment de la molécule chez le patient (cette enzyme ne fonctionne pas)
Tyr – Thr – Pro – Lys – Pro – Asp – Ile
3. Qu’est ce qu’une protéine ? que représentent les lettres (Tyr), (Thr), (Pro)…une protéine est
un enchaînement linéaire d’acides aminés (Tyr), (Thr), (Pro)
4. Qu’est ce qui la caractérise ? Elle est caractérisée par sa séquence (ordre dans lequel les AA
se succèdent) qui détermine sa forme, qui détermine sa fonction
5. Analysez le document 3. Donnez les conséquences de votre observation. On observe que les
séquences des 2 protéines sont différentes : en position 280 l’acide aminé (Glu) est remplacé par
(Lys) dans la PAH du patient.
La séquence différente entraîne une forme différente et donc une fonction différente. Ici, la
perte de la forme a entraîné une disparition de l’efficacité de l’enzyme : elle ne fonctionne pas, ce
qui explique que la phénylalanine n’est pas transformée en tyrosine dans les cellules du foie.
Document 4 : étude d’un extrait du gène de la PAH (des nucléotides 538 à 558) : Le gène de la
PAH est situé sur le chromosome 1
Fragment d’un brin du gène codant la PAH normale :
538
558
…ATATGTGGACTCGGTTTATAA…
Fragment du gène codant la PAH chez notre patient
…ATATGTGGATTCGGTTTATAA…
Schéma d’un fragment d’ADN très simplifié
6. Entourez un nucléotide
7. Ce fragment est constitué de 6 nucléotides
8. Entourez une chaîne de nucléotide (un
BRIN)
9. Ce fragment est constitué de 2 chaînes.
10. Quelle est la séquence du brin de gauche ?
ATC
Donnez la séquence du brin complémentaire du fragment
d’ADN ci-contre:
Expliquez votre démarche :
TTATCCGTATGCTT
AAT A G G CA T A C G AA
Les 2 brins sont complémentaires car les nucléotides sont
chimiquement complémentaires 2 à 2 :
A-T ; C-G
On place face à chaque nucléotide le nucléotide
complémentaire.
11. Qu’est-ce qu’un gène ? Un gène est un fragment d’ADN (séquence de nucléotides) qui
contient l’information nécessaire à la synthèse d’une protéine qui assure la mise en place d’un
caractère.
12. Qu’est ce qu’un allèle ? Un allèle est une version différente (séquence de nucléotides
différente) d’un gène
13. Analysez le document 4. Donnez la conséquence de votre observation.
On observe une mutation du gène de la PAH en position 547 : un nucléotide C a été remplacé par
un nucléotide T chez le patient.
Cette mutation est à l’origine de la séquence différente de la PAH chez le patient.
14. Rédigez une lettre adressée aux parents du patient pour leur expliquer la maladie de leur
enfant en respectant les consignes :
10 lignes maximum
Texte organisé en paragraphes NETS suivant le plan suivant :
- échelle génétique et les conséquences sur…
- l’échelle moléculaire et les conséquences sur…
- l’échelle cellulaire et les conséquences sur…
- l’échelle de l’organisme.
Rédaction claire et utilisation d’un vocabulaire précis.
Madame, Monsieur,
Votre enfant souffre d’une maladie génétique : la phénylcétonurie.
Doc. 4 : échelle
génétique
Un de ses gènes situé sur le chromosome 1, le gène de la PAH,
présente une mutation en position 580.
Doc. 3 : échelle
moléculaire (PAH)
Ce gène codant pour une protéine des cellules du foie, la PAH, celleci présente une séquence différente, donc une forme différente qui la rend
non fonctionnelle : elle ne rempli plus sa fonction.
Doc. 2 : échelle
cellulaire (cellules du
foie)
Or cette enzyme a pour rôle de transformer la phénylalanine en
tyrosine dans les cellules du foie. Celles-ci ne fonctionnent donc plus
correctement et n’éliminent plus la phénylalanine.
Doc 1 : échelle de
l’organisme
Cet acide aminé s’accumule dans le sang et les urines or il est
toxique pour les cellules nerveuses. Je suis désolée de vous dire que votre
enfant risque de souffrir de troubles du système nerveux et de retards
mentaux.
Cordialement
.