Partie II : l ADN, une molécule universelle, support de l information génétique

Transcription

1 Partie II : l ADN, une molécule universelle, support de l information génétique I. L ADN Examine attentivement les documents suivants et réponds ensuite aux questions qui te sont posées. a) Sachant que les atomes sont colorés par éléments chimiques, identifie les 5 éléments chimiques constituant la molécule d ADN. Est-ce que cette composition te surprend (repense à ce qui a été vu au chapitre précédent)? b) Sur ce deuxième document, les atomes sont colorés par chaîne. Quelle est la proposition correcte parmi les trois suivantes : L ADN est constitué d une seule chaîne enroulée sur elle-même L ADN est constitué de 2 chaînes enroulées formant une double hélice L ADN est constitué de 3 chaînes enroulées formant une triple hélice c) On peut constater que l ADN est une suite de «résidus» appelés nucléotides. Dans l image ci-contre, les atomes sont colorés en fonction du nucléotide auquel ils appartiennent. Combien de nucléotides différents peux-tu identifier dans la molécule d ADN? Une molécule d ADN est constituée de... nucléotides différents 1

2 d) Les nucléotides sont constitués d un squelette sucre-phosphate et d une base azotée. Laquelle de ces deux parties varie entre deux nucléotides? Deux nucléotides différents se distinguent par... Ces nucléotides sont représentés par des lettres :... e) L ordre des nucléotides dans la molécule d ADN est appelée séquence. Pour la portion d ADN représentée ci-dessus, relève la séquence de nucléotides de la chaîne A (attention à l ordre de lecture!). chaîne A :... chaîne B :... Quel lien peux-tu poser quant à la séquence de la seconde chaîne vis-à-vis de la première? En résumé, l ADN, acide désoxyribonucléique, est constitué de deux chaînes de nucléotides enroulées en spirale qui forment une double hélice régulière : l ADN est dit bicaténaire. Cette structure double est très intéressante : elle rend la molécule plus solide deux brins cassent moins facilement qu'un seul. elle permet la réparation lors de la perte d'un nucléotide car en face de A doit toujours se trouver T, et en face de G, C. Ces altérations de l'adn seront décrites plus tard. elle permet de répliquer facilement la molécule les deux brins peuvent se séparer, afin qu'une enzyme, l'adn-polymérase, puisse reconstituer chaque morceau manquant avec une grande fidélité. 2

3 Chaque nucléotide est constitué d une base azotée (adénine, thymine, cytosine et guanine), d un sucre (le désoxyribose) et d un groupement phosphate. Dans l ADN, les bases azotées sont localisées à l intérieur de l hélice et sont reliées entre elles par des liaisons faibles, des «ponts hydrogène». Les bases ne se lient pas au hasard, il y a une complémentarité : A avec T ; C avec G L ADN est localisé dans le noyau de la cellule (remarque : les bactéries ne possèdent pas de noyau mais possède malgré un ADN bactérien localisé dans le cytoplasme. Cet ADN se présente sous forme de filaments dispersés appelés chromatine. A certains moments de la vie de la cellule (aux moments des multiplications), la chromatine perd son aspect diffus et se condense en structure bien définies : les chromosomes. Les chromosomes sont des structures en forme de bâtonnets. 3

4 II. Universalité et variabilité de la molécule d ADN Analyse les documents suivants : Document 1 : molécules d ADN de différentes cellules Document 2 : procédé de transgenèse a) Grâce à ces documents, quelles informations peux-tu apporter? 4

5 Ces expériences nous permettent de montrer que : L ADN est une molécule universelle L ADN porte une information. L ADN est donc le support de l information génétique. Cette information génétique est «divisée» en gènes. Un gène peut être défini comme un morceau d ADN permettant à la cellule d accomplir une fonction particulière. L ADN est donc une succession de gènes. L information portée par l ADN est universelle vu que le gène d un être humain peut être inséré dans l ADN d une bactérie et fonctionner tout à fait normalement : le langage ADN est donc universel. L universalité du rôle et du langage de l ADN est un indice supplémentaire de la parenté des êtres vivants. III. Mutations génétiques A l aide de l article suivant, précise ce qu est une mutation et recherche comment elles peuvent survenir. Tabac : fumer c est plus de mutations génétiques dans nos cellules. Article publié sur SantéBlog le 08/11/2016 issu de la revue scientifique Science du 4 novembre 2016 Les composés chimiques cancérigènes des produits du tabac ne sont pas sans causer de multiples dommages génétiques. C est ce que cette étude américaine s est attachée à quantifier en comparant les séquences ADN de cellules de plus de 5000 cancers, de fumeurs et non-fumeurs. Si des conclusions, présentées dans la revue Science, il ne fallait retenir qu une données, ce serait certainement les 150 mutations constatées dans les cellules pulmonaires, chez les fumeurs réguliers à raison d un paquet par jour. Le tabagisme est associé à 17 types de cancer différents avec 6 millions de décès dans le monde chaque année. On sait que parmi les composés chimiques dans le tabac, une soixantaine est documentée comme étant des substances cancérigènes, qui entraînent des dommages à l ADN et des mutations génétiques dans les cellules du corps qui se reproduisent pour aboutir à un plus grand nombre encore d anomalies cellulaires. Cette étude qui révèle un bien plus grand nombre de mutations génétiques dans les cellules de patients fumeurs, confirme aussi le risque plus élevé de cancers chez les fumeurs. [ ] Les années de tabagisme pèsent aussi sur le nombre de mutations : les chercheurs montrent également que le nombre d anomalies dans la séquence de l ADN augmente avec le nombre de cigarettes fumées, mais aussi le nombre d années de tabagisme : 1 année de tabagisme à raison d 1 paquet par jour entraîne, en moyenne, 150 mutations dans les cellules pulmonaires, 97 dans les cellules du larynx, 39 dans le pharynx, 23 dans la bouche, 18 dans la vessie et 6 dans les cellules du foie. [ ] Une mutation est une modification de la séquence des nucléotides de l ADN. Lorsqu un gène subit une mutation, une nouvelle version de ce gène, appelée allèle, est créée. Ce phénomène est la source des nombreuses variations rencontrées dans les molécules d ADN. Ces mutations peuvent être neutres, avantageuses ou désavantageuse La fréquence des mutations peut être augmentée par certains facteurs dits «mutagènes», comme le tabac,

6 IV. Aspect des chromosomes a) Quels renseignements peux-tu apporter concernant l aspect de la chromatine et des chromosomes? 6