ACTIVITE 8 : LA CELLULE ET L'INFORMATION GENETIQUE
PROBLEME : Toutes les cellules possèdent de l’information génétique.
Quelle est la forme de cette information ?
Est-elle différente pour chaque EV ?
On demande aux élèves ce qu'évoquent pour eux l'INFORMATION GENETIQUE
héréditaire parents cellule allèles ABO
noyau chromosomes XY trisomie globules rouges
UN PEU D'HISTOIRE DES SCIENCES
Tout commence avec les Rayons X
En 1944, grâce à Oswald Every, on sait que l'ADN est la clé de l'hérédité. Et en 1950, on sait grâce à Edwin Chargaff, que la grosse molécule d'ADN est composée de quatre types de nucléotides.
Mais quelle en est l'architecture de cette macromolécule ?
Au Cavendish, Crick et Watson travaillent sur la question en cachette avec des fils de fer.
La photographie de l'ADN obtenue par Rosalind Franklin aux rayons X montre que cette macromolécule a une forme de croix. Après un an et demi de recherches en équipe, Crick et Watson comprennent enfin que cette forme de croix révèle que l'ADN est une double hélice.
Leur article apparaît alors dans le magazine Nature en avril 1953 mais n'intéresse personne car les biologistes n'accordent aucun intérêt à connaître la structure de l'ADN.
En 1954, Crick et Watson, poursuivant leurs recherches, comprennent que l'ADN est composé de deux brins identiques de phosphates et de sucres (desoxyribose) enroulés l'un autour de l'autre. Et entre eux, comme des barreaux d'échelle, sont disposées les bases A,T,C et G. L'ordre de ces bases le long de la molécule d'ADN définit l'information ou le code génétique.
Ils obtiendront le PRIX NOBEL en 1962
CONSIGNE DE TRAVAIL : A l'aide du texte historique de Watson et Crick, des documents de l'époque des maquettes et des schémas, retrouvez la structure de la molécule d'ADN et faites un schéma à l'aide des pièces suivantes
Votre schéma sera construit avec les figures proposées et devra montrer
- 2 chaînes à plat (pas en hélice)
- une dizaine de paires de nucléotides
- les éléments des nucléotides (Sucre, base et phosphate) dans le bon ordre
- la complémentarité des bases face à face sur les 2 chaînes C/G et A/T
- faire apparaître les liaisons entre les molécules Phosphates, Bases et Sucre et entre les nucléotides
BILAN : La molécule support de l’information génétique est l’ADN.
L’ADN est 2 chaînes hélicoïdales de 4 NUCLEOTIDES différents.
Chaque nucléotide possède : 1 phosphate, 1 Sucre (le désoxyribose) + 1 base parmi les 4 Adénine, Cytosine, Guanine, Thymine.
Les 2 chaines sont complémentaires en effet,
- un nucléotide T a toujours en face un A
- un nucléotide C a toujours en face un G
Chez tous les EV la molécule d’ADN est construite sur le même modèle.
Seul l’ordre et le nombre de nucléotides change
On dit que l’ADN est UNIVERSEL. C’est cette propriété qui est utilisée en génétique pour la création d’OGM avec transfert de gènes d’une espèce à l’autre.
Exercice des souris abajoue page 57
L’ADN est une molécule codée par l’ordre de ses nucléotides. Un changement de l’ordre même minime (= MUTATION) peut entrainer un changement dans le caractère. C’est un des principes de l’évolution
POUR ALLER PLUS LOIN:
FAIRE UN LIEN AVEC LE PROGRAMME COLLÈGE
Un gène est un morceau de chromosomes qui code pour la réalisation d'un caractère
(ex: le groupe sanguin ou la couleur des yeux)
Chaque gène peut présenter différentes versions qu'on appelle les allèles
Ex : Allèle A ou B ou O pour le gène du groupe sanguin
Allèle 1 ou 2 ou 3 ou 4... pour la couleur des yeux.
Un gène donné se trouve toujours au même endroit du chromosome quelque soit la personne.
HOMOZYGOTE HETEROZYGOTE?
pour 2 individus différents, si on observe un gène (ex: le groupe sanguin ...) les individus ne portent pas forcément 2 allèles identiques. ILs sont appelés hétérozygotes.
Il se peut toutefois que les 2 allèles soient identiques. L'individu est alors homozygote.
COMMENT REPRÉSENTER LA MOLÉCULE D'ADN
On sait que la molécule d'ADN est double et les 2 chaines complémentaires. On peut alors représenter la molécule d'ADN simplement avec sa séquence des nucléotides de façon plus ou moins simplifiée.
ATTCGTACGTTAGA brin1 encore plus simple ATTCGTACGTTAGA
/ / / / / / / / / / / /
TAAGCATGCAATCT brin 2 complémentaire
LES MUTATIONS DE LA MOLÉCULE D'ADN
Si on compare la séquence de nucléotides de 2 allèles d'un même gène (ex celui du groupe sanguin) , on observe des différences minimes dans la séquence.
Ce sont des mutations à l'origine de nos allèles, donc de nos différences
TOUS LES GENES possèdent des ALLELES différents
COMMENT ON FABRIQUE UN OGM
Un Organisme Génétiquement Modifié est un individu dans lequel on a introduit un GENE (donc une séquence d'ADN) d'une autre espèce et qui code pour un caractère que le receveur n'a pas!
Dans le cas du tabac on transfère un gène de résistance d'une bactérie Agrobactérium vers une plante pour la rendre moins sensible.