Une souris verte qui courait dans l'herbe...

Les souris vertes existent elles vraiment?

Et si oui comment est ce possible?

Révisez un peu vos connaissances de troisième avant de le découvrir...

 

Ce que vous savez déjà

  • Les chromosomes présents dans le noyau sont le support de l’information génétique.
  • Chaque chromosome est constitué d’ADN.
  • L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes.
  • Chaque chromosome contient de nombreux gènes.
  • Chaque gène est porteur d’une information génétique.
  • Les gènes déterminent les caractères héréditaires.
  • Un gène peut exister sous des versions différentes appelées allèles.
  • L’apparition de caractères nouveaux au cours des générations suggère des modifications de l’information génétique : ce sont les mutations.

Les questions à résoudre en Seconde

souris agouti souris marron souris noire souris pie souris blanche

Quelques couleurs de pelage dans des souches de souris (espèce : Mus musculus)

Vous ne savez pas encore si les souris vertes existent mais il y a déjà beaucoup de couleurs différentes chez les souris!

Réflexivité

Que nous reste - t - il à comprendre?

Mise en évidence de la transmission de l'information génétique : expériences de transgénèse

Problème scientifique à résoudre

Comment l'ADN permet- il de stocker une information qui sera utilisée mais aussi transmise de génération en génération?

En 1977 des scientifiques réussissaient pour la première fois à faire fabriquer une protéine humaine impliquée dans la digestion à une bactérie grâce à une méthode de transgénèse. Depuis on a appliqué cette technique à de nombreux êtres vivants.

Quelle est la signification biologique de cette propriété de l'ADN : la transgénèse?

Pièces jointes

Visionnez dans votre navigateur le diaporama suivant.

Questions :

 Rédigez des réponses complètes qui commencent par un sujet et reprennent la question posée. ....sur le cahier ou le classeur... NE PAS RECOPIER LES QUESTIONS

  1. A partir du document ci - dessus donner une définition simple de la transgénèse.

  2. Indiquer l'organisme donneur du gène transféré.

  3. Indiquer l'organisme receveur.

  4. Nommer le gène transféré.

  5. Indiquer l'effet du gène chez l'organisme donneur et chez l'organisme receveur.

  6. Préciser par quoi est portée l'information transmise au cours de cette expérience de transgénèse.

  7. Montrer, en utilisant également les documents ci-dessous, que l'information génétique contenue dans le gène GFP est universelle.

 

La structure de l'ADN : Etude avec le logiciel Rastop

Problème scientifique à résoudre

Comment l'organisation de la molécule d'ADN permet elle le codage d'une information?

Stratégie de résolution

Quelle stratégie allez vous utiliser pour résoudre ce problème?

Nous avons à notre disposition :

  • le logiciel Rastop de visualisation de la structure des molécules en  dimensions,

  • le logiciel Freemind pour réaliser des cartes mentales,

  • Des fichiers de molécules d'ADN pour le logiciel Rastop.

Utilisation de logiciels et consigne

Le logiciel Rastop permet de visualiser la structure tridimensionnelle des molécules.

Nous allons l'utiliser pour comprendre les caractéristiques de la molécule d'ADN et trouver en quoi elles pourraient être responsables de ses propriétés.

Ce logiciel dispose de nombreuses fonctions dont :

la possibilité de colorer dans une nuance différente tous les atomes appartenant à une même unité de base qui se répète dans la molécule  : Fonction Atomes Colorer par Groupes

la possibilité de colorer d'une couleur différente tous les atomes appartenant à une même chaîne : Fonction Atomes Colorer par Chaîne

la possibilité de colorer d'une couleur différentes les groupes composés des mêmes éléments exactement. Fonction Atomes Colorer par Forme

Dans la barre du bas le logiciel donne des informations codées sur les éléments que vous pointez, voici la signification des différents codes :

La barre du bas de Rastop

Pour les atomes

C = carbone

O = Oxygène

N = Azote

H = Hydrogène

P = Phosphore

Pour les groupes d'atomes :

groupe A = Nucléotide à adénine

groupe C = Nucléotide à cytosine

groupe T = Nucléotide à thymine

groupe G = Nucléotide à guanine

Des images pour vous aider : les nucléotides et leurs sous-unités

Activité

Visionnez les vidéos (page : résultats obtenus avec le logiciel...) illustrant les fonctions du logiciel pour explorer la molécule d'ADN (une petite partie d'une molécule d'ADN humain).

Prenez des notes puis rédigez sur une copie, en suivant le plan ci-dessous, un court texte qui décrit :

  • la forme générale,
  • la composition et
  • la structure* plus précise de la molécule d'ADN.

* Façon dont les éléments d'un ensemble sont associés les uns aux autres

 

Outils pour décrire la structure de l'ADN

Liste des mots à employer pour décrire la structure de l'ADN

vocabulaire pour décrire la molécule d'ADN Certains mots seront indispensables et sont utilisés de façon plus générale

  • Molécules
  • sous-unités
  • enchaîner

D'autres mots sont plus spécifiques :

  • double hélice,
  • nucléotide,
  • adénine;
  • guanine,
  • cytosine,
  • thymine,
  • On appelle base azotée une sous unité de l'ADN qui contient des atomes d'azote
  • On appelle groupement phosphate une sous unité de l'ADN qui contient un atome de Phosphore
  • On appelle groupement desoxyribose la sous unité de l'ADN qui appartient à la famille des glucides
  • On appelle nucléotide une unité de base de l'ADN constituée des 3 mêmes types de sous unités

Aide à l'observation : répartition des groupes dans la molécule d'ADN

Avez vous tout bien observé?

D'après votre étude les différents nucléotides de votre molécule d'ADN sont ils disposés au hasard?

Comment les deux chaînes restent elles associées?

En plus des liaisons covalentes il existe au sein des molécules des liaisons moins robustes appelées liaisons Hydrogènes. Elles s'établissent entre les atomes d'hydrogène et d'oxygène quand ils sont assez proches. On peut demander au logiciel Rastop de les afficher en utilisant la commande : Liaisons Liaisons hydrogène Afficher.

 

résultats obtenus avec le logiciel en vidéo

Voici des vidéos de l'utilisation du logiciel Rastop :

Utilisation de la fonction colorer par chaîne :

Utilisation de la fonction colorer par formes :

Mise en évidence des liaisons hydrogène :

Repérez l'apparition de pointillés entre les deux chaînes


Séchet D (CC BY-NC-SA)

Mise en évidence des différents nucléotides à :

A pour adénine, T pour thymine, C pour cytosine, G pour guanine.

Ils sont présentés dans cet ordre dans la vidéo.

Les différentes sous-unités qui constituent la molécule d'ADN

Séchet D. (CC BY-NC-SA)

Schéma bilan

Maintenant que vous connaissez bien l'ADN vous pouvez compléter le schéma bilan papier.

Vous devez choisir un nucléotide vous même dans cette portion de molécule d'ADN type.

schéma bilan à compléter

Si vous avez des difficultés vous pouvez consulter à nouveau les pages précédentes.

Réflexivité

Complétez également la définition de séquence en cliquant sur Echo en retour.

Pour aller plus loin...

Comparez des petits morceaux de molécules d'ADN de différents êtres vivants :

ADN de différents organismes vivants

De gauche à droite : ADN de levure, bactérie, homme.

Images réalisées avec le logiciel Rastop

Des molécules différentes pour des informations différentes...

Problème scientifique à résoudre

Comment l'organisation de la molécule d'ADN permet elle le codage d'une information?

L'information génétique permet de stocker une information qui sera utilisée mais aussi transmise de génération en génération.

Stratégie de résolution

Quelle stratégie allez vous utiliser pour résoudre ce problème?

Vous disposez du logiciel Génie génétique qui vous permet de comparer des séquences d'ADN.

Vous avez accès aux séquences d'ADN suivantes :

Gène responsable de la couleur des levures

Boite de petri avec levures Ade2

Ade2Allele1 Longueur : 1716 bases.

Ade2Allele2Longueur : 1716 bases.

 

Gène responsable de la couleur du pelage des souris à abajoues

Souris abajoues

 

 MC1Rallele_d Longueur : 954 bases.

 

MC1Rallele_D Longueur : 954 bases.

 

Gène responsable du groupe sanguin

Famille groupes sanguins

 

Fam1-Paul-ABO-allèle1 Longueur : 1065 bases.

 

Fam1-Paul-ABO-allèle2 Longueur : 1064 bases.

 

Fam1-Martine-ABO-allèle1 Longueur : 1064 bases.

 

Fam1-Martine-ABO-allèle2 Longueur : 1064 bases.

Révision express : allèles et gènes

Relation entre allèles portés et couleur du pelage des souris

Relation entre les allèles du gène MC1R portés et la couleur du pelage des souris à abajoues (Site de Pinacate)

GenotypeCouleur du pelage

clairsombre
DD 0 11
Dd 0 6
dd 12 0

Localisation des sites où vivent ces souris et répartition des couleurs de pelage et des couleurs de sol

Tableau à compléter

Activité

a) Visionnez les vidéos (voir plus loin) faites avec le logiciel d'analyse de séquences d'ADN puis complétez le tableau de comparaison à double entrée sur votre polycopié.

 

Pensez, à la fin du travail, à compléter la première case du tableau.

Caractère contrôlé par le gène :

Composants

Longueur

en paires de bases

Nombre de nucléotides différents

Pourcentage de différence entre allèles (portion commune)

Pourcentage de différence entre gènes différents (portion commune)

Ade2 allèle 1 (Levures)

Ade2 allèle 2 (Levures)

MC1Rallele_d (souris)

MC1Rallele_D (souris)

Paul-ABO-allèle1

Référence pour la comparaison

Paul-ABO-allèle2

Martine-ABO-allèle1

Martine-ABO-allèle2

Exemple de fenêtre obtenue avec le logiciel

Fenêtre du logiciel Genie génétique

Détail de la fenêtre d'information sur les séquences affichées. A utiliser pour compléter la colonne "longueur en paires de bases" (l'adénine, la thymine, la guanine et la cytosine qui font partie de l'ADN sont des bases ; on parle de paires parce qu'elles sont associées de part et d'autre des 2 chaînes de l'ADN)

Informations sur la longueur des séquences étudiées

Vidéos du logiciel de comparaison de séquences

Ce logiciel peut comparer les séquences d'ADN nucléotide par nucléotide et trouver les différences ou les ressemblances.

La première séquence sert de référence. Si dans la deuxième séquence comparée le nucléotide est identique en position 1, par exemple, alors le logiciel mettra un tiret.

Si le nucléotide est différent, il l'indiquera par sa lettre. Si un nucléotide a disparu le logiciel place alors à cet endroit un tiret bas.

Il fournit ensuite un tableau récapitulatif dans lequel vous trouverez le nombre de différences entre 2 séquences et le pourcentage de différences que cela représente.

Comparaison des séquences Ade2 : ouvrir la vidéo

Comparaison des séquences MC1R : ouvrir la vidéo

Comparaison des séquences MC1R et Ade2 : ouvrir la vidéo

Comparaison des séquences ABO : ouvrir la vidéo

Le codage de l'information génétique

Réflexivité

b) Maintenant que vous avez comparé tous ces gènes : expliquez comment l'information génétique peut être codée par la molécule d'ADN ....sur copie.

Répondez directement sans recopier la question.

Diversité des allèles et des états de caractères

Problème scientifique à résoudre

Comment la diversité des caractères héréditaires des individus se met elle en place?

Réflexivité

 Etude d'allèles du même gène ....sur le cahier ou le classeur...

Souris américaines "pocketmice"

La souris au pelage foncé présentée ici possède 2 allèles D du gène MC1R responsable de la couleur de son pelage.

La souris au pelage clair présentée ici possède 2 allèles d du gène MC1R responsable de la couleur de son pelage.

  • Indiquez les allèles portés par les souris à abajoues (pocket mice) pour le gène responsable de la couleur des poils selon leur couleur.
  • Indiquez les allèles récessifs et dominants dans cet exemple

  •  Proposez un mécanisme naturel qui pourrait être responsable de l'apparition de nouveaux caractères héréditaires.

Répondez directement sans recopier les questions.

 

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