CHAPITRE 2 : LA RELATION ADN- PROTEINE

CHAPITRE 2 : LA RELATION ADN- PROTEINE

Vous ressemblez à vos parents. Comment vos parents sous ont-ils transmis leurs caractères ?

Les caractères sont transmis de génération en génération au cours de la reproduction. Cette information appelée information génétique est contenue dans les chromosomes sous forme d’ADN.

Rappels : structure de l’ADN et notion de gènes.

Livre page 49 : décrire la structure de l’ADN
Double hélice = 2 brins
Unité de base = le nucléotide
Liaisons H

L’ADN est une molécule filamenteuse constituée de deux chaînes ou brins de nucléotides enroulés en double hélice et réunis entre eux par des liaisons hydrogènes entre deux bases azotées complémentaires.
Un nucléotide est formé :
D’un sucre
D’un groupement phosphate
D’une base azotée parmi 4 possibles : A ( adénine), T( thymine), C(cytosine), G(guanine)
Ces bases sont complémentaires 2 à 2 AT et CG


Qu’est ce qu’un gêne ? exemple livre page 35

Un gène est un fragment de la molécule d’ADN codant pour un caractère. C’est une molécule séquencée en nucléotides cad que l’information qu’elle contient dépend du nombre, de la nature et de l’ordre des nucléotides qui la compose.




L’ensemble des gènes portés par les chromosomes représente le génotype d’un individu.

On sait que
Un gène est écrit en séquence de nucléotides
Une protéine est écrite en séquence d’aa
Les protéines et l’ADN sont à l’origine des caractères

PB : Quel lien existe t-il entre protéines et ADN ?

Lien entre la séquence des nucléotides de l’ADN et la séquence des AA des protéines.

A. Etude de la drépanocytose.

Livre page 35 doc. 1 : relire la drépanocytose.
Livre page 55 doc. 3 : Chercher la différence entre les protéines des b globines Hb A et Hb S


6eme AA HbS Val
HbA Glu

Chercher la différence entre les ADN des b globines Hb A et Hb S

HbS T
HbA A

Le changement d’un nucléotide de l’ADN provoque le changement d’un AA de la protéine synthétisée. Ce changement est appelé mutation. Les mutations peuvent être accidentelles ou provoquées par des facteurs de l’environnement comme les UV par exemple.

Une mutation au sein de l’ADN provoque un changement de la protéine synthétisée qui ne peut plus jouer correctement son rôle.
Donc les propriétés des protéines dépendent de leur séquence en AA.


Conclusion: La séquence des nucléotides de l’ADN gouverne la séquence des AA de la protéine. Ce système de correspondance entre les deux séquences est appelé code génétique.


Remarque : Le gène codant pour l’hémoglobine présente dans ce cas deux formes différentes (normal et drepanocytaire).
Ces deux formes sont appelées allèles.

PB : en quoi consiste le code génétique ?

B. Le code génétique : systéme de correspondance entre gène et protéine.

Tableau : le code génétique.page 55



rappel drépanocytose
A quelle base correspond l’AA méthionine ?

On remarque qu ‘en fait, un AA correspond à 3 nucléotides de l’ADN appelé triplet ou codon.

Donner AA de l’arginine.

Parfois un AA correspond à plusieurs codons : on dit que le code génétique est redondant ( dégénéré).

Donner la correspondance.

Serine
Cysteine
AGT
GCA
GGG
puis
TGA, TAA, TAG
Il existe 3 codons STOP ne correspondant à aucun AA : ils représentent le signal d’arrêt de la synthèse protéique.

Si fin, il y a un début ?

Remarque : il existe un codon qui indique le début de la synthèse protéique : le codon initiateur ATG codant pour la méthionine.




Exercice : ATG GCA TTA TCG GTC TAG
MET-ALA-LEU-SER-VAL-STOP


= protéine ALA-LEU-SER-VAL


la séquence en AA formé par la lecture en sens inverse du géne est GATCTGGCTATTACGGTA recherchez la séquence en AA

Que peut-on en déduire ? Il existe un sens de lecture de la molécule D’ADN

Donc le code génétique donne la correspondance entre les triplets de nucléotides ( ou codons ) et les AA.


Le code génétique est le même pour une bactérie comme pour l’homme : on dit que le code génétique est universel.

Exercice 3 page 41


PB : Quelles applications technologiques reposent sur cette dernière propriété ?

III..La transgenese : une application de l’universalité du code genetique.

A.1 Exemple de la production d’insuline par une bactérie.

Activité 10 && et 12 page 32-33 question a b c et d


Organisme donneur Organisme receveur Gène transféré but



L’insuline est une hormone, une protéine qui permet de régler le taux de sucre dans le sang.
On peut injecter un géne de l’insuline à une bactérie qui va produire la proteine.

La transgenèse consiste à transférer expérimentalement un gène d’un organisme donneur dans un organisme receveur d’une espèce différente. On obtient un organisme génétiquement modifié ou OGM.

B. différentes applications de la transgenèse.

La transgenèse a de nombreuses applications :
Produire des médicaments ( insuline, hormone de croissance…..)
Soigner des maladies
Eviter des ravages dans les culures
Améliorer les aliments
Greffes d ‘organes d’animaux chez l’homme………..


Conclusion : il est possible de modifier le génotype d’un organisme par transgenése, ce qui permet de produire de nouvelles protéines et donc de modifier le phénotype de cet organisme. Cette modification du génotype par transgenese repose sur l’universalité du code génétique et de la molécule d’ADN.

IV. Complexité des relations entre génotypes et phénotypes.

Les maladies génétiques sont souvent plus complexes qu’il n’y paraît. En effet, un caractère phénotypique dépend généralement de l’expression de plusieurs gènes.

Un caractère, plusieurs gènes.

Doc. 5 page 34
Un individu ayant les gènes des enzymes a et b qui ne fonctionnent pas, n’aura pas de marqueurs A et B et sera donc du groupe O.
Un individu ayant le gène de l’enzyme H qui ne fonctionnent pas, n’aura pas de molécule H, donc pas de marqueurs A et B et sera donc du groupe O.
Un phénotype résulte de processus biologiques gouvernés par l’expression de plusieurs gènes. La mutation de l’un seulement de ces gènes peut modifier le phénotype. Un phénotype peut correspondre à plusieurs génotypes.

L’expression des allèles




Doc. activités relations génotypes phénotypes drépanocytose et groupe sanguin

Un gène existe en deux exemplaires dans une cellule.

Bilan :
Dans une cellule, un gène existe en deux exemplaires. Un gène peut exister sous différentes versions appelées Allèles. Pour un même gène, la cellule possède soit deux fois le même allèle, soit deux allèles différents.
Allèle dominant : allèle dont le caractère s’exprime.

Allèle récessif : allèle dont le caractère ne s’exprime pas. Il ne pourra le faire que lorsque deux allèles récessifs sont présents pour un même gène.

Allèles codominants : allèles dominants présents sur les deux chromosomes de la même paire et qui s’expriment ensembles.

Ecriture génotype entre parenthèse, phénotype entre crochet .

Fiche exercice

Le rôle de l’environnement dans l’expression du phénotype

TP phénotype et environnement.
Activité 1 : Réaliser le protocole expérimental ci dessous
Découper vingt grammes de feuille de chou rouge en petits fragments, les mettre dans un Becher de 250 ml
Recouvrir avec 100 mL d'eau à 80°C, laisser infuser 10 minutes.
Préparer deux tubes à essais contenant chacun 5 mL d'une des solutions à pH donné, notez sur chacun des tubes le PH utilisé.
Déterminer le pH de chacune des solutions à l'aide du papier pH ( "méthode à la touche"), puis vérifier le résultat sur la boite PH.
Filtrer le contenu du Becher au-dessus d'un autre Becher et mettre à refroidir 5 minutes dans la glace.
Verser 1 mL de l'extrait refroidi dans chacun des tubes à essais.
Remarques :
- La confection de deux tubes par groupe permet à chaque élève de manipuler. Elle permet aussi de limiter les résultats erronés.
Activité 2 : Notez la couleur pour chaque tube et représentez vos résultats sous forme d’un tableau.








Activité 3 : A partir de vos résultats, montrez que les facteurs de l’environnement peuvent influencer l’expression du phénotype.
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Sans modifier le genotype, mais en modifiant l’environnement, on peut modifier le phénotype.

Exercice lapin blanc.