Partie 1 : On se demande quelle est l origine de la diversité du phénotype «groupe sanguin» - de l enzyme B. - des enzymes A et B.

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1 TP6 La détermination des groupes sanguins CORRECTION Le caractère «groupe sanguin» est héréditaire, il consiste à une caractéristique des hématies : Les hématies ont un aspect identique chez tous les individus, mais elles diffèrent cependant par la présence ou l absence à leur surface, de molécules marqueurs A et B. Selon que l on possède ou non ces molécules, on est de phénotype [A],, [AB] ou [O] Partie 1 : On se demande quelle est l origine de la diversité du phénotype «groupe sanguin» Comprendre le problème posé : caractère étudié : groupe sanguin Phénotype macroscopique Phénotypes cellulaires Phénotypes moléculaires Génotypes (allèles) -[A] - On note le phénotype entre [ ] marqueurs A ( ) marqueurs B (n ) - présence de l enzyme H et - de l enzyme A - de l enzyme B Allèle A Allèle B -[AB] -[O] marqueurs A ( ) et B (n ) - globules sans marqueurs - des enzymes A et B - de l enzyme O Allèles A et B Allèle O Partie 2 : Quelle est l origine génétique de cette diversité? A l aide des fonctionnalités du logiciel «anagène», déterminer la longueur puis comparer les 3 allèles du gène (on choisira l allèle A comme référence (placé en haut) et «comparaison simple» puis «avec alignement») à APPELER LE PROFESSEUR Choisir les bonnes séquences (ADN) séléctionner les séquences puis comparer ici échelle graduée en nucléotides La comparaison simple montre de très nombreuses modifications pour l allèle O, mais surtout un nucléotide manquant (1062à 1061), on choisira donc une comparaison avec alignement pour aligner les séquences similaires : Puis cliquez sur (I)

2 Les allèles A et B diffèrent par quatre (paires de) nucléotides, 4 mutations de substitution, donc il y a modification de 4 codons Les allèles A et O diffèrent en fait par Une mutation par délétion qui décale le cadre de lecture, expliquant les nombreuses différences observées en comparaison simple. L allèle comporte 1061 nucléotides au lieu de 1062 (pour A et B) Convertir après sélection des séquences 1062 échelle graduée en acides aminés Les enzymes EA et EB diffèrent par 4 acides aminés (AA), en position 174, 233, 264 et 266. STOP L'"enzyme" O est beaucoup plus courte que les deux autres (115 AA seulement). Les enzymes A et B présentent 2 séquences d acides aminés différentes, or je sais qu une protéine est caractérisée par sa séquence qui définit sa forme, qui définit sa fonction, l enzyme b présente donc une forme différente, donc une fonction différente, il catalyse la formation d un marqueur différent : B L enzyme O, amputée d une grande partie de sa séquence d acides aminés, ne doit donc pas pouvoir prendre une forme spatiale correcte, ce qui explique son inactivité, elle ne catalyse la production d aucun marqueur spécifique. Le marqueur H n est pas modifié.

3 substitutions (Argà Gly) (Glyà Ser) (Leuà Met) (Glyà Ala) Délétion à Décalage du cadre de lecture à partir du 116 codon 115 Apparition d un codon STOP à arrêt de la synthèse de la protéine. Ø Conclure : expliquez l origine de la diversité du phénotype groupe sanguin. La diversité du phénotype «groupes sanguins», avec 4 phénotypes alternatifs : [A],, [AB], [O}, est due à l existence de 3 allèles A, B, O pour le gène codant pour l enzyme qui catalyse la 2 réaction de la chaîne de synthèse des marqueurs, situé sur le chromosome 9. Marqueur A Marqueur B Marqueur H L allèle A code pour l enzyme A qui catalyse la formation du marqueur A. Sa séquence détermine sa conformation spatiale qui permet la formation du marqueur A L allèle B présente 4 substitutions, il code pour l enzyme B qui catalyse la formation du marqueur B. Sa séquence, modifiée, détermine une conformation spatiale différente qui permet la formation du marqueur B. La possession de l allèle Aà enzyme A à marqueur A à [A] La possession de l allèle B à enzyme B à marqueur B à La possession des allèles A et Bà enzymes A et B à marqueurs A et Bà [AB] La possession de l allèle Oà enzyme O à marqueur H à [O] Partie 3 : transmission du caractère groupe sanguin : L allèle O présente une délétion qui a décalé le cadre de lecture et code pour l enzyme O, écourtée dont la forme très modifiée ne peut catalyser aucune réactionà marqueur H Rappel A A Nous possédons 2 exemplaires du chromosome 9, donc 2 exemplaires du gène au même locus (à ), mais les 2 chromosomes peuvent ne pas porter les mêmes allèles. On note le génotype avec 2/, qui symbolisent les 2 chromosomes et les allèles qu ils portent, entre ( ) par exemple le schéma ci-contre se note : (A//A).

4 Ø Quels sont les génotypes possibles : Phénotype Génotypes Molécules [A] (A//A) ou 100% Enzymes A à 100% marqueurs A (A//O) 50% enzymes A et 50% enzymes O à 50% marqueurs A et 50% marqueurs H (B//B) ou 100% Enzymes B à 100% marqueurs B (B//O) 50% enzymes B et 50% enzymes O à 50% marqueurs B et 50% marqueurs H [AB] (A//B) 50% enzymes A et 50% enzymes B à 50% marqueurs A et 50% marqueurs B [O] (O//O) 100% Enzymes O à 100% marqueurs H marqueur H Si les 2 allèles sont =, l individu est dit HOMOZYGOTE pour ce gène Si les 2 allèles sont, l individu est dit HETEROZYGOTE pour ce gène Ø La transmission : A //O B//O O //O B//O O//O A //O A //A * Ou A//O A //B A //O A //B O //O B //O Ø Observez la transmission de ce caractère, que remarquez-vous?* Des enfants peuvent présenter un phénotype différent des parents (II4 [A]et II5 à [AB} et [O]) Ø Déterminez le génotype des membres de cette famille Méthode : on débute par la dernière génération (III) en notant les allèles dont on est certain : - III5 : obligatoirement O//O ; III3 et 4 : obligatoirement A//B, - Puis on remonte en partant du principe que les allèles de la génération III leur ont été transmis par leur parents : - II4 : obligatoirement au minimum A/ et II5, B/, mais comme III5 est O//O, ses allèles lui ont été transmis par ses parents donc : II4 : A//O et II5 : B//O etc - II3 : il y a 2 possibilités : A//A ou A//O, on peut établir la probabilité de ces possibilités, pour cela on construit un tableau de fécondation I1 A/ O/ I2 A//A A //O A/ à [A] à [A] A//O O//O O/ à [A} à [O] 1 ligne : gamètes produits par I1, les spz contiennent soit le chromosome 9 portant A (A/), soit le chromosome 9 portant O (O/) 1 colonne : ovocytes (A/) ou ovocyte (O/) La rencontre au hasard de ces gamètes par fécondation donne : ¾ de [A] et ¼ de [O], et sur les [A] = [II3], 2/3 de A//O et 1/3 de A//A

5 Ø Etablissement des rapports de dominance entre les allèles III5 est de phénotype [O] alors que ses parents sont [A] et, - ils possèdent donc les allèles O mais ne les expriment pas : l allèle O est récessif, - les allèles A et B s expriment seuls en présence de O : A et B sont dominants : A>O, B>O III/4 est [AB], ils possèdent les 2 allèles qui s expriment tous les 2 : A et B sont co-dominants : A=B Ø Quel peut être le génotype de III6? Une nouvelle généalogie : Ø Etablissez le génotype des membres de la famille Ø Quel est le problème posé? Ø En utilisant les documents 3 et 4, proposez une hypothèse. Pour cette nouvelle généalogie, on applique la même méthode : Enfants [AB] : A//B Enfants [O] : O//O Ces allèles ont été transmis par les parents donc I1 : [A] = A//O et I2 : = B//O II2, II5 : = B//O Vérifions : [A] A/ O/ B/ A//B à [AB] B//O à O/ A//O à [A] O//O à [O] Cette généalogie est-elle possible si un des parents étaient [O]?