La mucoviscidose est une des maladies gntiques les

Devoir de Sciences de la Vie et de la Terre.
Première S octobre 2007
La mucoviscidose
La mucoviscidose est une des maladies génétiques les plus fréquentes : en France, un enfant sur
2500 est atteint. Les progrès biochimiques montrent que les symptômes de cette maladie ont pour origine des
modifications de la structure d’une protéine.
DOCUMENT 1 : Les symptômes de la maladie
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La mucoviscidose se caractérise par l’obstruction par du mucus de canaux présents dans l’organisme tels que :
canal pancréatique, canaux déférents, bronches, bronchioles.
Les conséquences sont de plusieurs types :
Le pancréas ne déverse plus ses enzymes digestives dans l’intestin, la digestion est perturbée ;
Les poumons, les bronches, les bronchioles sont encombrées par un bouchon muqueux épais difficile à
évacuer, les capacités respiratoires sont fortement diminuées ;
Les canaux déférents chez l’homme ne peuvent assurer le transport des spermatozoïdes, l’individu est
stérile.
Des infections à répétitions se développent dans les poumons et provoquent une dégradation du tissu
pulmonaire.
DOCUMENT 2 : La mucoviscidose : données cellulaires
L’épithélium pulmonaire est formé de cellules épithéliales et de cellules isolées ou parfois regroupés en glandes
qui fabriquent le mucus tapissant les voies pulmonaires.
Epithélium pulmonaire d’un sujet
sain
Epithélium pulmonaire d’un sujet
atteint
Chez un sujet sain, le mucus sécrété est humide et fluide. Il piège les particules inhalées. Il est
propulsé vers la gorge par les cils des cellules épithéliales où il est évacué.
• Chez un sujet atteint de mucoviscidose, le mucus sécrété est épais, visqueux et difficile à évacuer.
Lors d’une infection bactérienne, des réactions immunitaires se mettent en place pour détruire les bactéries qui
se développent dans le mucus. Ces réactions provoquent aussi la destruction du tissu pulmonaire. Les débris
cellulaires des bactéries et des cellules épithéliales mortes s’accumulent alors dans le mucus, l’épaississant et le
rendant encore plus difficile à évacuer.
•
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DOCUMENT 3 : La mucoviscidose : données moléculaires
Mucus fluide
•
Dans les cellules épithéliales, on a mis en
évidence l’existence d’un flux d’ions Cl- (chlorure)
qui traverse les cellules épithéliales depuis le tissu
conjonctif vers le mucus. Sans que l’on puisse
expliquer le mécanisme, on constate que ce flux
influence la qualité du mucus sécrété.
Quand le flux a lieu, chez le sujet sain, le mucus
est humide et fluide.
Chez le sujet atteint de mucoviscidose, le flux n’a
pas lieu, le mucus sécrété est visqueux et épais.
La protéine responsable du flux d’ions chlorure a
été découverte dans les années 1990. Cette
molécule a été nommé CFTR. C’est une protéine qui
fait partie de la membrane cytoplasmique. Elle
forme un canal perméable aux ions chlorure.
•
Flux de ClMilieu
extracellulaire
CFTR
Cytoplasme
Membrane
cytoplasmique
Le gène impliqué et ses différents allèles ont été identifiés sur le chromosome 7.Parmi les nombreux allèles
conduisant à cette maladie « mucoviscidose », le plus fréquent est l'allèle DeltaF508.
Voici une portion des séquences de l'allèle "normal" et de l'allèle DeltaF508 à partir du. nucléotide n° 1510
et jusqu'au nucléotide 1533 :
N°s des codons = N°s
des triplets
de nucléotides
N°s des nucléotides
allèle "normal
AAA GAA AAT ATC ATC TTT GGT GTT
TTT CTT TTA TAG TAG AAA CCA CA
ARNm
Séquence Acides
aminés.
allèle DeltaF508
AAA GAA AAT ATC ATT GGT GTT TCC
TTT CTT TTA TAG TAA CCA CAA AGG
ARNm
Séquence Acides
aminés.
•
La protéine codée par l'allèle non muté du gène s'appelle « CFTR ». Elle comporte 1480 acides aminés.
La protéine mutée est codée par l'allèle Delta F508.Chez le sujet atteint de mucoviscidose, les protéines
synthétisées sont reconnues comme anormales et sont détruites. Elles ne participent donc pas à la
formation des canaux aux ions chlorures.
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Document annexe :
Le
code
génétique :
En terme
d’ARNm
Exploitation des documents :
1.) Indiquez, sur la feuille de l’énoncé (doc 3) les numéros des nucléotides et les numéros des codons
pour l’allèle normal. Définir ce qu’est un gène et ce qu’est un allèle.
2.) Comparez les deux allèles du gène en question. En quoi consiste la mutation ? On citera
précisément les nucléotides concernés ainsi que leur position. Y a t il une deux ou trois
possibilités envisageables ?
3.) Proposez une définition pour traduction et transcription.
4.) Comment utilise t-on le code génétique ? Vous répondrez à l’aide d’un exemple.
5.) Un élève affirme q’un acide aminé ne correspond qu’à un seul codon ; êtes vous d’accord avec
cette affirmation ?
6.) Cherchez à l’aide du code génétique la séquence des acides aminés des deux portions de protéines
CFTR et Delta F508. (Il y a un ’Acide Aminé en position 507)
7.) Pourquoi la protéine ne diffère-t-elle que par un seul acide aminé manquant ? Que montre
la gravité des troubles quant à cet acide aminé manquant ?
8.) Donnez les caractéristiques de la mucoviscidose aux différentes échelles (moléculaire, cellulaire et
macroscopique)
9.) Vous entendez un élève parler de code génétique au lieu de programme génétique. Expliquez
lui quelle est la différence entre ces deux termes
10.)
Légendez le schéma suivant :
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