Corrigé exercices de Biologie

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1 Corrigé exercices de Biologie I. RESTITUTIONS DES CONNAISSANCES 1. Schémas à titrer et à légender. Schéma 1 : Surface d un lymphocyte T4 On observe des particules du virus VIH bourgeonnant à la surface de ce LT4 infecté. Schéma 2 : Le VIH 1. Enveloppe lipidique 2. gp gp41 4. Capside protéique 5. p24 6. p17 7. ARNs viraux 8. Transcriptase inverse 9. Autres protéines virales 10. Structure moléculaire du VIH Schéma 3 : Un modèle moléculaire Cette molécule est un Anticorps (Ig). Schéma 4 : Cellule X : Lymphocyte B Cellule Y : Plasmocyte issu de la différenciation du LB 1

2 1. Membrane plasmique 2. Noyau 3. Cytoplasme 4. RER 5. Ribosome associé au RER 6. Vésicule golgienne 7. Dictyosome de l appareil de Golgi 8. Mitochondrie 9. Cytoplasme 10. Membrane plasmique Schéma 5 : Titre : Schéma d une cellule phagocytant un élément pathogène a. Lysosomes b. REG c. Appareil de Golgi d. Noyau e. Phagosome f. Pseudopodes 2

3 2. Questions issues de différents concours. a. Présence d Anticorps spécifique d un antigène décelés par le test d ELISA. b. Macrophages et polynucléaires. c. Interleukines. d. Les parties variables des chaînes lourdes et légères déterminent l existence de 2 sites antigéniques et spécifiques d un Antigène donné. e. Le 1 er contact avec l antigène a provoqué l apparition de cellules mémoires spécifiques de ce dernier. f. LT8c. g. Acquise et durable. 3. Vrai ou Faux a) Faux : Syndrome (Ensemble des symptômes). b) Faux : Le VIH a été mis en évidence en c) Faux : Monocytes + macrophages. d) Faux : Un individu séropositif présente des anticorps dans son sérum mais pas forcément contre le SIDA. e) Vrai. f) Vrai. g) Faux => Le virus continue à se multiplier mais la réponse immunitaire arrive à éviter sa prolifération. h) Faux => La mère peut aussi transmettre le VIH au fœtus dans 3% des cas sans traitement. i) Vrai => Le canarypox modifié avec des gènes du VIH (gp120 et protéines intrinsèques) est déjà utilisé en phase II c est-à-dire dans la phase de recherche de son immunogénicité chez des volontaires sains. 4. QCM 1. c. 2. a (lorsqu il est intégré dans le génome de la cellule hôte) et d (sous forme de particule virale libre). 3. a, b, d, e. 4. a, e. 5. a, d. 6. a, c (b et d incorrects => pas de cytoplasme). 7. d. 8. b, c. 9. b, d. 10. a, b, c, d. 11. a, b, c, d (b correct => possèdent 2 sites récepteurs aux Ag, un site pour le complement, un site Fc pour certaines cellules de l immunité (macrophage)). 12. a, b, c (d incorrect => car ils sont actives par contact direct avec l Ag). 13. c, d (a incorrect => proviennnent de la moelle osseuse; b incorrect => nécessitent une présentation de l Ag associé au CMH par des CPA). 14. h. 15. g. 16. d. 17. a. 18. c, d (a incorrect => LT précytotoxiques). 3

4 19. a, b, c, d. 20. a, c, d, e. 21. a, c, d. 22. b, d, f. 23. a, d, f. 24. c, d (a incorrect => pour la grippe tous les ans, pour la variole une seule fois ; b incorrect => virus). 25. a (la malnutrition ne permet pas la production de protéine support des anticorps), b (syndrôme de Di George), c (SIDA), d (divorce, décès entraînent une diminution des défenses immunitaires). 26. a, b, d (c incorrect => sur les 4 phases de mise sur le marché d un vaccin, la phase II d immunogénicité est en cours d expérimentation chez l Homme). 27. d. 28. b, c, d (a incorrect => se modifie en permanence). 29. b, c, d, e. 30. b. 31. c. 32. a (d incorrect => partie variable). 33. e (1, 2, 3, 5). 34. c. II. EXERCICES Exercice 1. Mme Y est séropositive pour le VIH, sa séropositivité est visible dans les résultats du Western blot : elle possède dans son sérum des anticorps (Ac) dirigés contre les protéines du VIH : des anticorps anti-gp160, des anticorps anti-gp120, des anticorps anti-gp41 et des anticorps antip24. Son premier enfant était séropositif jusqu à l âge de 6 mois puis finalement séronégatif. L enfant n est donc pas infecté par le VIH. Sa séropositivité jusqu à 6 mois s explique par l existence d Ac maternels dans son sérum. Le 2 nd enfant possède des Ac maternels anti-vih à sa naissance, la quantité de ces anticorps diminue jusqu au 9 ième mois, date à laquelle apparaissent ses propres anticorps dirigés contre les protéines p24 et gp41. La séropositivité se confirme pour toutes les protéines virales testées par la suite. L enfant 2 est infecté par le VIH. Exercice 2 1. Le test présenté repose sur la spécificité d un anticorps (Ac) vis-à-vis d un antigène (Ag) précis. Ici, seuls les Ac Ac1-anti-VIH pourront se fixer sur l Ag viral proposé. Les autres Ac seront éliminés lors du premier lavage. 2. Schématisons les mécanismes mis en œuvre au cours des 2 étapes de la réalisation du test. La première étape consiste à mettre en présence le sérum test avec l Ag viral. La 2 nde étape montre la présence d un complexe entre Ac anti-vih et un Ac anti-anti VIH désigné sous le terme d anticorps Ac2 ; ce dernier est associé avec une enzyme qui mise en présence du substrat spécifique M incolore le transformera en un composé coloré. 4

5 3. Les sujets séropositifs sont ceux qui possèdent dans leur sérum des Ac anti-vih (Ac1). Leur sérum mis en contact avec les plaques présentant l Ag viral entraîne la formation sur ces plaques des complexes immuns antigènes (VIH) anticorps Ac1 (anti-vih). Un lavage soigné élimine les éventuelles molécules libres pouvant être susceptibles de se lier avec l Ac2 qui est alors proposé. Cet Ac2 reconnaît et se lie avec l extrémité de la partie constante des Ac anti-vih restés fixés sur les plaques au contact de l Ag viral. Un 2 nd lavage soigné élimine les molécules d Ac2 non fixées. L addition du substrat M donne lieu à une réaction colorée dans le cas où les Ac2 sont présents sur la plaque. ð Les plaques colorées correspondent aux sujets dont le sérum renferme des Ac Anti- VIH, ils sont dits séropositifs pour le VIH ; ð l absence de coloration témoigne de l absence d Ac anti-vih dans le sérum testé (séronégatif). Exercice 2. Les lymphocytes sont des cellules sanguines, issues d une cellule souche commune de la moelle osseuse. Les lymphocytes «précurseurs» sont impossibles à distinguer. Certains quittent la moelle oseuse et migrent vers d autres organes. Ils acquièrent alors le pouvoir de reconnaître un Ag spécifique par un processus de maturation. Cette maturation a lieu dans la moelle rouge des os pour les LB, et dans le thymus pour les LT. Les LB, après stimulation antigénique, se transforment en plasmocytes, cellules sécrétrices d Ac. Les LT stimulés acquièrent d autres spécialisations. Les LT4 sont indispensables aux plasmocytes et aux LT cytotoxiques. 5

6 Lymphocytes B Lymphocytes T Organe producteur original Moelle rouge des os longs Moelle rouge des os longs, puis thymus Organes lymphoïdes secondaires Ganglions lymphatiques, rate Ganglions lymphatiques, rate Récepteurs de surface Immunoglobulines IgS Récepteurs T Effets d une stimulation antigénique Mitoses, spécialisation cellulaire Mitoses, spécialisation cellulaire Types cellulaires dérivés Plasmocytes Lymphocytes helper, lymphocytes cytotoxiques Capacité à produire des anticorps + - Exercice Un anticorps est une protéine complexe dont la structure moléculaire de base (immunoglobuline) est constituée de 4 chaînes polypeptidiques identiques 2 à 2 : - 2 chaînes lourdes (440 acides aminés). - 2 chaînes légères (220 acides aminés). Les 2 chaînes sont reliées par des ponts disulfures (S-S) il existe : - une zone variable par laquelle l immunoglobuline pourra fixer un fragment de la molécule d Ag ou épitope : c est la zone Fab (Fragment antigen binding) (on parle aussi de paratope). Il existe 2 sites de fixation de l Ag par molécule d Ig ; - une zone constante identique pour toutes les molécules d Ig : c est le fragment Fc (Fragment constant). 2. Il existe 2 catégories d Ac : les Ac fixés à la surface des lymphocytes B (ou des mastocytes) et les Ac libres (ou circulants). Bien que l énoncé ne le formule pas expressément, il semble que la question concerne plus particulièrement les Ac circulants. Les Ac circulants sont sécrétés par les plasmocytes. A l origine, on trouve des LB qui sont sélectionnées, activés et sont le siège d une expansion clonale. Ils se différencient ensuite en plasmocytes. C est alors au sein de ceux-ci que s effectue la synthèse d Ac circulants selon le processus général de synthèse des protéines : 6

7 - transcription du gène dans le noyau sous forme d ARNm ; - transfert de l ARNm dans le cytoplasme ; - traduction de l ARNm en chaîne polypeptidique au niveau d un ribosome ; - passage de la chaîne polypeptidique dans les cavités du réticulum endoplasmique rugueux ; - formation de vésicules au niveau des dictyosomes de l appareil de Golgi ; - libération par exocytose. 3. En présence d un Ag étranger, les LB compétents sont sélectionnés et stimulés à la suite d une reconnaissance directe de l Ag. La phase de multiplication clonale est suivie de la différenciation en plasmocytes qui sécrètent les Ac circulants en abondance. Les Ig libérées dans le milieu intérieur ont pour rôle de neutraliser les Ag en formant des complexes immuns. La formation de ces complexes immuns va avoir plusieurs conséquences : - la neutralisation des Ag solubles ; - une aide à la phagocytose : le complexe immun se fixe par l intermédiaire de la région de l Ig sur un macrophage. 4. Dans l expérience du Document 1, lorsque l on fait intervenir les cellules de la rate séparément ou ensemble, on obtient des résultats différents. Lorsque les lymphocytes seuls ou les macrophages seuls sont mis en présence des GRM, il n y a aucune cellule sécrétrice d Ac anti-grm. Lorsque les lymphocytes et les macrophages sont mis simultanément en présence des GRM, il y a de nombreuses cellules sécrétrices d Ac anti-grm. On en conclut que la coopération des lymphocytes et des macrophages est indispensable à la production d Ac donc indispensable à la réponse immunitaire contre les GRM. 5. Les résultats nous montrent que les LB seuls entraînent une réponse immunitaire faible (que 72 cellules) et qu une coopération cellulaire entre LB et LT est nécessaire pour une réponse efficace (960 cellules). De plus, cette coopération qui consiste en une stimulation des LB par les LT se fait par production de molécules sécrétées par les LT qui ont pu traverser la membrane. Ces molécules sont des interleukines qui correspondent à des protéines et qui agissent à distance (communication intercellulaire). 7

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