a) Donnez une explication à cette limite du nombre de mitoses des cellules somatiques (= du corps, non reproductrice). (1pt)

Transcription

1 Nom :_CORRECTIONS Groupe : 3 nov 2009 Test intermédiaire 2OS (45 ) 2BIos-1 B. Emery Génétique moléculaire COPAD Aucun document autorisé (ni personnel, ni fourni). En annexe détachable, se trouve le tableau du code génétique. Les réponses doivent figurer sur l énoncé. Si vous manquez de place, continuez au verso. Ecrivez très lisiblement et dans un français correct (1pt bonus). 1. Extraits du livre «Biologie» par Raven (2007), p «Lors d une expérience préliminaire réalisée en 1961, Leonard Hayflick prouva que les cellules de fibroblaste en culture [in vitro] ne se divisent qu un certain nombre de fois. Après une cinquantaine de doublements de la population, les divisions cellulaires cessent le cycle cellulaire est bloqué immédiatement avant la réplication de l ADN. Si l on prélève et congèle un échantillon de cellules après 20 divisions, leur croissance reprend après le dégel pour 30 nouvelles divisions, puis elles s arrêtent.» Les cellules cancéreuses et les cellules reproductrices ne sont pas affectées par cette limite de division cellulaire. a) Donnez une explication à cette limite du nombre de mitoses des cellules somatiques (= du corps, non reproductrice). (1pt) La raison de cette limite est le raccourcissement des télomères à chaque événement de réplication. En effet, l amorce ARN en extrémité 5 du nouveau brin ne peut pas être remplacée par de l ADN et conduit donc à un raccourcissement de la molécule d ADN. (0,5pt) Lorsque les télomères sont trop courts, les cellules cessent de se diviser afin de ne pas perdre d informations importantes sur le chromosome lors de la réplication. (0,5pt) b) Pourquoi les cellules cancéreuses et les cellules reproductrices ne sont-elles pas affectées? (1pt) Ces deux types cellulaires possèdent une enzyme qui lutte contre le raccourcissement des télomères et sont donc pas concerné par le problème précédent (0,5pt). Il s agit de la télomérase (0,5pt) 2. Définissez en 1-3 phrases ce qu est la traduction (en biologie). (2pt) La traduction est le processus cellulaire permettant la synthèse d un polypeptide à partir d un ARN messager (1pt), à l aide des ribosomes, d ARN de transfert liés à des acides aminés (0,75pt). La traduction se déroule dans le cytoplasme ou à la surface du réticulum endoplasmique (0,25pt). Page 1/6

2 3. Est-ce que les deux ARNm suivants codent pour la même protéine? Justifiez. (2pt) A. GAUUAGGAUGCCCGUCUCGAAGAACGUCUAGCCCGUAAAAA-3 B. GUAAGAUGCCGGUUAGUAAAAACGUAUAAAGUUAAAAAAA-3 Oui, les deux séquences codent pour la protéine : Met-Pro-Val-Ser-Lys-Asn-Val. 4. Quelles sont les différences entre un ARN-messager et un ARN pré-messager? (3pt) L ARNpre-m est l ARN produit par la transcription de l ADN par l ARN polymérase. L ARNm est un ARNpre-m qui a subit trois modifications majeures : - Ajout d une «coiffe» en 5. (1pt) - Elimination de certaines parties appelées «introns» pour le garder que les parties restantes appelées «exons», c est l épissage. (1pt) - Ajout d une queue d adénosine (poly-a) en 3, c est la polyadénylation (1pt) 5. Quelles seraient les conséquences pour une bactérie, d un antibiotique (p.ex. l actinomycine) qui bloquerait les polymérases à ARN. Soyez précis et utilisez les mots scientifiques adéquats. (1 pt) Si les polymérases à ARN sont bloquées, alors la bactérie ne peut plus faire de transcription (fabrication d ARN messager) et donc elle ne peut plus fabriquer de protéines (0,75pt). De plus, elle ne peut plus se répliquer puisque la réplication de l ADN commence toujours par une amorce d ARN (0,25pt). Page 2/6

3 6. Les premiers essais de clonage reproductif (création d un nouvel individu à partir d un noyau de cellule adulte) sur les animaux se soldèrent par de nombreux échecs (non développements et mauvais développements des clones). Pourtant, la séquence nucléotidique de l ADN du zygote est identique à celle d une cellule adulte (=différenciée) descendante de ce zygote. Ces expériences mirent donc en évidence qu un élément différenciait l ADN d un zygote de l ADN d une cellule adultes et ce, même si la séquence nucléotidique est identique. Expliquez quelle peut être cette différence, nommez-la et indiquez sa fonction. (3pt) Il s agit des empreintes génétiques (impliquant la régulation épigénétique) (1pt). La séquence (l information) de l ADN n est pas altérée, mais la structure même de l ADN est modifiée. Certaines bases azotées (en particulier les cytosines) sont méthylées (1pt), ce qui implique que les protéines reconnaissant certaines séquences ne les reconnaissent plus (ou au contraire les reconnaissent que s il y a méthylation). Ces modifications permettent d inactiver de manière stable (de mitose en mitose, donc héritable) certains gènes, et ce quelques soit les facteurs de transcriptions présents dans la cellule. Une cellule adulte dont la fonction est «limitée» n a théoriquement pas besoins de la majorité des gènes en sa possession, les inactiver de manière stable permet de réduire le nombre de facteurs régulateurs nécessaires pour le fonctionnement de cette cellule (1pt). Un zygote doit être capable de former un organisme complet, composé de nombreuses cellules qui à leur tour se spécialiseront dans une fonction. 7. La majorité des facteurs de transcription (FT) intervenant dans le développement embryonnaire sont de la famille à «homéo-domaine». Il existe cependant 3 autres familles de FT, nommez-les. (1pt) Hélice-boucle-hélice ; Leucine-zipper ; doigts de Zn +0,25pt par bonne réponse (+0,25 si toutes les bonnes réponses) 8. De quoi est composé un ribosome? (1pt) D ARNr (0,5pt) et de protéines (0,5pt). Page 3/6

4 9. Chez la bactérie E. coli, le système de régulation génique des gènes codants pour la synthèse du tryptophane (trpa, trpb, trpc, trpd, trpe) fait intervenir un répresseur codé par le gène trpr (qui est toujours exprimé). Lorsqu il est lié à une molécule de tryptophane (Trp), ce répresseur empêche la transcription des gènes trpa à trpe. Cependant, lorsque la concentration de Trp dans la cellule est faible, le répresseur est inactif. Nous avons isolé deux souches mutantes pour ce système de régulation. La souche «W» porte une mutation dans le gène trpr qui imite la liaison du tryptophane sur le répresseur, le rendant ainsi toujours actif (qu il soit en présence ou en absence de Trp). La souche «Z» porte également une mutation, celle-ci empêche la traduction du gène trpr. Nous étalons sur une boite de pétri sans Tryptophane, les 2 souches mutantes ainsi que la souche sauvage (sans mutation, nommée «S»). Nous avons également ajouté dans le milieu nutritif un indicateur coloré qui met en évidence la présence de l enzyme codée par le gène trpa. Puis l on place au centre de la boîte de pétri un disque en papier filtre sur lequel on a déposé une solution de Tryptophane. La boîte est alors placée pendant une journée à 37[ C]. Hachurez sur cette représentation de la boîte, les zones où les bactéries vont se développer. Coloriez entièrement (ou surlignez) les zones où ces bactéries exprime les enzymes permettant la synthèse du Tryptophane. (3pt) Souche «W» Souche «Z» Trp Souche «S» Total des points : / 18 (+ 1 Bonus) Note : ( / 18) x 4,5 + 1,5 = Page 4/6

5 Grille d évaluation de l épreuve Génétique moléc. nov 09 2OS Note : ( /18) x 4,5+1,5 = Nom : Groupe : Q1 Q a) A chaque réplication, l ADN raccourcit (0,5). Si trop court plus de mitose b) Ces possède la télomérase (0,5pt), qui évite le raccourcissement (0,5pt) Q2 : Processus cellulaire de la fabrication d une protéine à partir d ARNm Q2 : Nécessite ribosome + ARNt (0,75pt), se passe dans cytoplasme ou RE. Total des points : / 4 Q3 Q Q3 : Oui --- Q3 : Preuve Q4 : Coiffe Q4 : Epissage Q4 : Polyadénylation Q5 : Plus de transcription plus de synth. prot. (0,75pt) + plus de réplic. Total des points : / 6 Q6 Q Q6 : Empreinte génétique Q6 : P.ex Méthylation des bases azotées Q6 : Régulation par inactivation «stable» indépendante des FT présents. Q7 : HTH, Leu-zipper, Zn-finger Q8 : ARNr (0,5pt) et protéines (0,5pt) Total des points : / 5 Q Souche W Souche Z Souche S Total des points : / 3 Bonus Présentation + Français Total des points : / 1 Page 5/6