TP 8. Durée : 1 h ère partie : Mise en évidence des relations phénotypes génotype et environnement dans le cas de la drépanocytose.

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1 TP 8 RELATİONS GÈNES, PHÉNOTYPES ET ENVİRONNEMENT L expression des gènes conduit à la fabrication dans la cellule des protéines. Les différentes protéines sont à l origine des caractères d un individu, ce que l on nomme son phénotype. Objectif : Comprendre comment les protéines dictées par nos gènes peuvent conditionner nos caractères anatomiques, physiologiques donc notre phénotype. Durée : 1 h 30 1 ère partie : Mise en évidence des relations phénotypes génotype et environnement dans le cas de la drépanocytose. Pour répondre à cet objectif, vous allez étudier le cas d une maladie génétique, la drépanocytose ou anémie falciforme. Cette maladie se traduit par une anémie plus ou moins sévère, des essoufflements, des vertiges, céphalées (maux de tête). Ces symptômes sont accompagnés de douleur articulaire, de fièvre. Des accidents vasculaires limitent l espérance de vie. L ensemble des symptômes de cette maladie définissent, le phénotype macroscopique d une personne. Document 1: Observation microscopique d un frottis sanguin Comparer les hématies et noter vos résultats Document 2 : Comparaison des séquences des allèles et des protéines HBA (individu sain) et HBS (individu drépanocytaire) Avec Anagène, cliquer sur «Banque de séquences», «Première S, ES, L», «Génotype, phénotype et environnement», «Phénotypes et génotypes à différents niveaux d organisation», et «Phénotype drépanocytaire». Sélectionnez alors AllelebetaA et AllelleBetaS. Utilisez les fonctionnalités du logiciel pour caractériser les différences entre les 2 séquences au niveau génétique et protéique. Document 3 : L hémoglobine des hématies. A partir de l étude des documents d accompagnement, expliquez la particularité des molécules d hémoglobine d un individu drépanocytaire et l origine de cette particularité. A partir des documents et de vos études moléculaire et cellulaire, mettez en évidence les liens entre les différentes échelles du phénotype, le génotype et l environnement chez un individu atteint de drépanocytose. Aide : Démarrez votre réponse par l échelle moléculaire, puis par l échelle cellulaire et terminez par l échelle macroscopique.

2 2 ème partie : Réalisation d une électrophorèse. L'électrophorèse est une technique séparative. Elle est utilisée le plus souvent dans un but analytique. Le principe consiste à soumettre un mélange de molécules à un champ électrique ce qui entraine la migration des molécules chargées. En fonction de différents paramètres (charge, masse, forme, nature du support, conditions physico chimiques) la vitesse de migration va être variable, ce qui permet la séparation des différentes molécules. On réalise une électrophorèse d hémoglobine afin de préciser le génotype d un individu à risque concerné par ce phénotype. Interpréter les résultats de l électrophorèse pour en déduire le génotype de l individu testé Matériel : 1 cuve à électrophorèse ; 1 bande à électrophorèse déjà positionnée 1 capillaire de dépôt. 1 pince fine ; bacs de coloration avec solution de rouge Ponceau ; solution d acide acétique. 1 portoir avec : 1 micro tube contenant HB A (hémoglobine normale); 1 micro tube contenant HB S (hémoglobine drépanocytaire) ; 1 micro tube contenant de l hémoglobine d un individu à risque. Protocole : 1 : Vérifier que la bande soit placée correctement sur son support dans la cuve à électrophorèse (encoche de la bande en bas à gauche positionnée côté cathode (électrode noire)) 2 : Vérifier que les bandes trempent par leur extrémité dans le tampon placé dans la cuve. 3 : Vous devez réaliser 3 dépôts d une microgoutte des 3 solutions d hémoglobine. 4 : Pour cela, tremper le capillaire de dépôt dans la solution d hémoglobine HBA, appliquer le capillaire sur la bande d acétate au tiers de l extrémité coté cathode (borne noire) de manière à faire une goutte de dépôt. Recommencer l opération avec le tube suivant HBS en utilisant un autre capillaire puis faites de même avec l individu à risque. 5 : fermer la cuve et mettre sous tension 45 mn. 6 : coloration des bandes : mettre des gants. 7 : placer la bande dans le Rouge Ponceau, face mate dessous, pendant 5 mn ; puis 3 bains successifs de 3 minutes dans l acide acétique jusqu à disparition de la couleur de fond. 8 : Indiquer sur le schéma ci dessous, le résultat obtenu. Sens de la migration Dépôt individu à tester Dépôt individu HBS Dépôt individu HBA Encoche (coté cathode : borne noire) Electrophorèse vue de dessus Electrophorèse vue de profil

3 Documents d accompagnement : la drépanocytose

4 Eléments de correction :

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10 Question2 : L électrophorèse donne deux bandes distinctes, l une correspond à de l HB A (hémoglobine normale) et l autre à de l HBS (hémoglobine fibreuse), l individu est donc porteur de l allèle HBA et de l allèle HBS. L individu testé au travers de l électrophorèse est hétérozygote, HBA//HBS, il présente une forme modéré de la drépanocytose.