14vivant4

Séance 4 : l’ADN, unité du vivant.
Capacités : exploiter un logiciel de visualisation moléculaire (RasTop), exploiter une banque de données
(Anagène), exploiter des documents, réaliser un schéma et un bilan.
On débute par la recherche d’une première propriété de la molécule d’ADN.
- Pour débuter, nous donnons une première définition (provisoire) 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 structure de 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 un des quatre fichiers suivants (suivant consignes au tableau) : drosophile (Insecte), poulet
(Vertébré), levure (champignon) et salmonelle (bactérie). Vous obtenez alors des extraits des
molécules d’ADN de ces quatre espèces.
- Préciser l’intérêt d’étudier les ADN de ces quatre espèces.
- Représenter la molécule en « boules et bâtonnets ».
- On veut déterminer le nombre de chaînes dans la molécule d’ADN. Pour cela, sélectionner
« atomes » puis « colorer par » puis « chaîne ». Indiquer alors sur votre feuille le nombre de chaînes
visibles dans la molécule d’ADN. Comparer aux autres ADN (autres groupes dans la salle).
- 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 (comparer aux autres groupes).
- 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), le nucléotide à guanine (G), le nucléotide à
thymine (T) et le nucléotide à cytosine (C). Ils ont déjà été étudiés en séance 2 !
- 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 (icône fléchée ci-dessous) et
« bâtonnets ».
- Passer ensuite chaque molécule sur fond blanc (veiller à tout sélectionner d’abord). Le protocole a
été exposé lors de la séance 2.
- Effectuer une capture d’écran puis la coller rognée dans un fichier Word. Prévoir un nombre de
copies suffisant pour l’ensemble des groupes et imprimer. Coller les quatre molécules sur une feuille
dans votre classeur. Y associer les noms des molécules et des espèces. Comptabiliser sur Rastop le
nombre de nucléotides à A, T, C et G pour chaque ADN (travail collaboratif entre groupes).
(CR) - Calculer les rapports A/T et G/C pour chaque molécule et les inscrire sur votre feuille.
Conclure : expliquer les résultats.
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- 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 ». Elles
apparaissent en pointillés.
(CR) - Indiquer alors sur votre feuille où se situent ces liaisons faibles.
- Réaliser ensuite un schéma bilan légendé de la molécule d’ADN (molécule déroulée type « échelle »
avec cinq paires de nucléotides seulement). Effectuer ensuite un court bilan sur la molécule d’ADN.
On veut maintenant rechercher comment l’information génétique est codée (« inscrite » en première
approche) dans la molécule d’ADN, et montrer également que la molécule est variable.
- Exploiter le document 2 page 56. Montrer en quoi diffèrent les cinq gènes. Indiquer comment l’IG
peut-elle être codée dans la molécule d’ADN.
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 qui 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.
- Suivant le temps : approfondissement sur la protéine synthétisée à partir des deux versions du gène
étudié (consignes orales).
- Élaboration d’un schéma bilan (du gène à l’anomalie génétique)
- En bilan : répondre à la problématique initiale.
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