Géofan svt
Amoureux de la Terre et de la Vie

TS Ch3- L’avènement de la biologie moléculaire 1940-1965 et la révolution technologique des années 1970

Quelle est la nature du matériel génétique ?
Par quels mécanismes s’effectue la synthèse des protéines ?
TP6 Electrophorèse
TP7 Enzyme de restriction - logiciel anagène (séquençage)
TP8 Expériences de transgénèses - analyse de caryotypes

I- Nature du matériel génétique et synthèse des protéines
1 - Relation gène-protéine

Certaines maladies transmises de manière héréditaire ont pour origine l’absence d’une enzyme (docB4 p139). En 1941, les expériences de Beadle et Tatum sur la moisissure du pain prouvent expérimentalement que la mutation d’un gène peut empêcher une réaction enzymatique de se produire. Ainsi est établie la relation gène→protéine (enzyme).

2 - ADN, support chimique du gène

En 1944, Avery et Mac Leod, à partir d’expériences de transformation bactérienne démontrent que l’ADN est le support chimique des gènes (expériences de transgénèses) (une enzyme, la désoxyribonucléase empêche le pouvoir transformant)(doc p122, doc p140).
En 1953, Watson et Crick proposent pour la structure de l’ADN le modèle de la "double hélice". (doc p123)
La séquence de nucléotide est le support de l’information génétique.

3 - La réplication semi-conservative

Comment est assurée la réplication de l’lG au cours des divisions cellulaires ?

En 1958, des expériences de marquage des chromosomes (Taylor), puis de marquage de l’ADN (Meselson et Stahl) confirment le modèle de réplication semi-conservative proposé en 1953.

4 - Synthèse des protéines

15mn de culture sur ARN précurseur radioactif - 15mn sur ARN radioactif - 15mn sur ARN non radioactif
2 candidats intermédiaires - ARN ribosomial ou ARN messager ? doc 3 p 42 1èreS - marquage radioactif de l’ARN

Le mécanisme de la synthèse des protéines est élucidé avec l’hypothèse de l’ARN messager confirmée expérimentalement (Jacob et Monod, 1965)
N.B. : Théorie scientifique : construction intellectuelle qui reflète l’idée que l’on se fait de la réalité à un moment donné de l’histoire des sciences.
Ces concepts sont confrontés en permanence aux faits d’observations et aux résultats expérimentaux. lls sont réfutés ou confirmés.
code génétique : hypothèse puis déchiffrage
Le code génétique (64 cordons) universel et redondant est entièrement déchiffré en 1966 (Niremberg).

II- La révolution technologique des années 1970

Comment effectuer le décodage de la molécule d’ADN ?

1- Les enzymes de restriction

TP expérience d’électrophorèse après action des enzymes de restriction (logiciel anagène, phage λ) doc p140-141 ou drépanocytose+anagène

Les enzymes de restriction sont des "ciseaux moléculaires". Elles sont capables de couper l’ADN en fragments. Ces coupures se font au niveau de séquences d’ADN spécifiques reconnues par l’enzyme : les sites de restriction.
Les fragments d’ADN obtenus sont séparés par électrophorèse en fonction de leur taille.

Recherche de gène : la technique d’autoradiographie (Southern) consiste à hybrider l’ADN dénaturé avec une sonde radioactive complémentaire du gène que l’on recherche.

2 - Le séquençage de l’ADN
a) Clonage des gènes

L’utilisation de l’ADN ligase permet de "coller" des fragments d’ADN préalablement découpés avec la même enzyme de restriction. Un fragment d’ADN, introduit dans le génome d’une bactérie peut être produit à des millions d’exemplaires ; c’est le clonage des gènes.
Plasmide : ADN circulaire extrait des bactéries
Pour introduire des gènes dans différents génomes, on utilise des vecteurs de gènes. Les plasmides sont des vecteurs de gènes. Les virus bactériophages qui se reproduisent en injectant leur ADN dans des bactéries sont aussi des vecteurs efficaces.
Vecteur : en génie génétique, le terme de vecteur désigne un virus à ADN, un phage ou un plasmide dans lequel l’ADN étranger est inséré pour être ensuite transféré dans une bactérie ou une autre cellule, soit pour l’amplifier, soit pour le faire exprimer.

b) Technique de séquençage

Ces techniques permettent de déterminer la séquence de nucléotides des fragments d’ADN produits par clonage. Les enzymes de restriction permettent le reconnaissance de séquences spécifiques. Le séquençage est maintenant automatisé.

3 - Une nouvelle conception du gène
doc p130-131

Chez les eucaryotes, le gène est morcelé. Certaines parties sont excisées : introns. D’autres persistent dans l’ARN messager : exons. D’autre part, un même gène peut coder des protéines différentes (épissage alternatif). Ces nouvelles techniques ont mis en évidence le polymorphisme des gènes.

Résumé - Bilan - à construire

TP enzyme de restriction
Après avoir rappelé l’origine de la drépanocytose, vous montrerez l’intérêt de l’utilisation des enzymes de restriction dans le dépistage de la maladie.
Anagène et activité 2 p150

SPIP | | Plan du site | Suivre la vie du site RSS 2.0
Auteur. Contact : ♡ 2011 par Geofan. Copier une œuvre est un acte d’amour. L’amour n’est pas assujetti à la loi. Merci de copier et partager.
Cisticole : Habillage visuel © GsiLL sous Licence GPL