Solutions aux exercices Chapitre 18 La génétique moléculaire Page 627 du manuel 1. Un échantillon d ADN contient des nucléotides A et C dans les proportions suivantes : A = 34 % et C = 16 %. Quelles sont les proportions des nucléotides G et T dans cet échantillon? (Suppose que les proportions caractéristiques sont égales.) Détermine la proportion des nucléotides G et T dans l échantillon. La proportion de nucléotides A dans l échantillon est de 34 %. La proportion de nucléotides C dans l échantillon est de 16 %. Étape 1 Utilise la règle de Chargaff pour évaluer la proportion de nucléotides T dans l échantillon. Étape 2 Utilise la règle de Chargaff pour évaluer la proportion de nucléotides G dans l échantillon. Étape 1 Selon la règle de Chargaff, dans tout échantillon d ADN, la quantité d adénine (A) est toujours égale à la quantité de thymine (T). Par conséquent, la proportion de nucléotides de thymine (T) dans l échantillon doit être de 34 %. Étape 2 Selon la règle de Chargaff, dans tout échantillon d ADN, la quantité de cytosine (C) est toujours égale à la quantité de guanine (G). Par conséquent, la proportion de nucléotides de guanine (G) dans l échantillon doit être de 16 %. 34 % + 16 % + 34 % + 16 % = 100 % Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 1
2. À l aide de la règle de Chargaff, remplis le tableau suivant. (Suppose que les proportions caractéristiques sont égales.) La composition des nucléotides de l ADN dans l échantillon X Nucléotide Proportion (%) A 24 C G T Détermine la proportion de nucléotides C, G et T dans l échantillon. La proportion de nucléotides A dans l échantillon est de 24 %. Étape 1 Utilise la règle de Chargaff pour évaluer la proportion de nucléotides T dans l échantillon. Étape 2 Évalue ensuite le pourcentage de nucléotides G et C dans l échantillon. Étape 1 Selon la règle de Chargaff, dans tout échantillon d ADN, la quantité d adénine (A) est toujours égale à la quantité de thymine (T). Par conséquent, la proportion de nucléotides de thymine (T) dans l échantillon doit être de 24 %. Étape 2 Puisque la proportion d adénine (A) est de 24 % et que la proportion de thymine (T) est de 24 %, la proportion totale de nucléotides A et T est 24 % + 24 % = 48 %. Puisque les proportions de nucléotides doivent totaliser 100 %, la proportion totale de guanine (G) et de cytosine (C) dans l échantillon doit être 100 % 48 % = 52 %. La règle de Chargaff mentionne également que dans tout échantillon d ADN, la quantité de cytosine (C) est toujours égale à la quantité de guanine (G). Donc, la quantité de nucléotides C et G dans l échantillon doit être 52 % 2 = 26 % pour chaque nucléotide. 24 % + 26 % + 24 % + 26 % = 100 % Page 637 du manuel 3. À l aide du tableau 18.3, trouve l acide aminé qui correspond à chacun des codons suivants : a) CCA; b) AUG; c) GCA. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 2
Trouve l acide aminé qui correspond à chacun des codons CCA, AUG et GCA. Les codons CCA, AUG et GCA. À l aide du tableau 18.3, détermine l acide aminé qui correspond à chaque codon. Étape 1 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon CCA, trouve la première base C dans la colonne gauche du tableau intitulé «Première base». Pour trouver la deuxième base C, lis les lignes de la colonne intitulée «Deuxième base» au haut du tableau. Au croisement de la ligne de la première base et de la colonne de la deuxième base, tu trouveras une liste de quatre acides aminés possibles. Pour établir le bon acide aminé, lis la colonne intitulée «Troisième base» pour trouver la dernière base A du codon, qui indiquera que l acide aminé proline correspond au codon CCA. Étape 2 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon AUG, recommence l étape 1 en utilisant les bases du codon AUG. L acide aminé méthionine correspond au codon AUG. Étape 3 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon GCA, recommence les étapes précédentes en utilisant les bases du codon GCA. L acide aminé alanine correspond au codon GCA. 4. Quels sont les trois codons de l ARN qui servent de signaux «d arrêt»? Détermine les trois codons qui servent de signaux d arrêt. Utilise le tableau 18.3 pour déterminer les trois codons qui servent de signaux d arrêt. Étape 1 Pour déterminer les trois codons qui servent de signaux d arrêt, lis les acides aminés énumérés au centre du tableau 18.3. Les codons UAA, UAG et UGA y sont présentés comme les codons d arrêt. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 3
5. Nomme trois codons qui correspondent à l acide aminé nommé l «arginine». Détermine trois codons qui correspondent à l acide aminé arginine. Utilise le tableau 18.3 pour déterminer trois codons qui correspondent à l acide aminé arginine. Étape 1 Pour déterminer trois codons qui correspondent à l acide aminé arginine, lis les acides aminés énumérés au centre du tableau 18.3. Les codons CGU, CGC, CGA, CGG, AGA et AGG représentent tous l acide aminé arginine. Nomme trois de ces codons pour répondre correctement à la question. Si tu refais les étapes, tu obtiens les mêmes résultats. Page 638 du manuel 6. Un brin d ARNm contient la séquence de nucléotides suivante : AUGCCCACUACAUAG. Pour quelle séquence d acides aminés cet ARNm code-t-il? Détermine la séquence d acides aminés pour laquelle code la séquence de nucléotides de l ARNm AUGCCCACUACAUAG. La séquence de nucléotides de l ARNm AUGCCCACUACAUAG. Étape 1 Divise la séquence de nucléotides en codons de trois nucléotides chacun. Étape 2 Utilise le tableau 18.3 pour déterminer l acide aminé qui correspond à chaque codon de la séquence de nucléotides de l ARNm. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 4
Étape 3 Écris les acides aminés de la séquence qui correspond à la séquence de nucléotides de l ARNm donnée. Étape 1 La division de la séquence de nucléotides en codons de trois nucléotides chacun donne la séquence suivante : AUG-CCC-ACU-ACA-UAG. Étape 2 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon AUG, trouve la première base A dans la colonne gauche du tableau intitulé «Première base». Pour trouver la deuxième base U, lis les lignes de la colonne intitulée «Deuxième base» au haut du tableau. Au croisement de la ligne de la première base et de la colonne de la deuxième base, tu trouveras une liste de quatre acides aminés possibles. Pour déterminer le bon acide aminé, lis la colonne intitulée «Troisième base» pour trouver la dernière base G du codon, qui indiquera que l acide aminé méthionine correspond au codon AUG. Étape 3 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon CCC, recommence l étape 2 en utilisant les bases du codon CCC. L acide aminé proline correspond au codon CCC. Étape 4 Recommence les étapes ci-dessus pour les codons ACU et ACA. Chacun de ces codons correspond à l acide aminé thréonine. Étape 5 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon UAG, recommence les étapes précédentes en utilisant les bases du codon UAG. Tu obtiendras le codon UAG comme le codon d arrêt sans acide aminé correspondant. Étape 6 Pour déterminer la séquence d acides aminés pour laquelle code la séquence de l ARNm, écris les acides aminés que tu as déterminés à l aide du tableau 18.3 dans l ordre correspondant à la séquence d ARNm. La séquence d acides aminés pour laquelle code la séquence d ARNm AUGCCCACUACAUAG est méthionine-proline-thréonine-thréonine. 7. Un brin d ADN contient la séquence de nucléotides suivante : TACTGCCTCCCCATAAGAATT. a) Quelle séquence de nucléotides du brin d ARNm est transcrite à partir de ce modèle d ADN? b) Quelle est la séquence des acides aminés du polypeptide qui est produite à partir de ce brin d ARNm? Trouve la séquence de nucléotides du brin d ARNm qui est transcrite à partir de ce modèle d ADN. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 5
Trouve la séquence des acides aminés du polypeptide qui est produite à partir de ce brin d ARNm. La séquence de nucléotides de l ADN TACTGCCTCCCCATAAGAATT. Le tableau 18.3 présente les codons d ARNm et leurs acides aminés correspondants. Étape 1 Utilise tes connaissances de l appariement des nucléotides pour déterminer la séquence de nucléotides du brin d ARNm qui est transcrite de ce modèle d ADN. Étape 2 Divise la séquence de nucléotides de l ARNm en codons de trois nucléotides chacun. Étape 3 Utilise le tableau 18.3 pour déterminer l acide aminé qui correspond à chaque codon dans la séquence de nucléotides de l ARNm. Étape 4 Écris les acides aminés de la séquence qui correspond à la séquence de nucléotides de l ARNm donnée. Étape 1 Tu sais que les nucléotides A, T, C et G dans un brin d ADN correspondent respectivement aux nucléotides U, A, G et C dans un brin d ARNm. La séquence de nucléotides du brin d ARNm qui est transcrite de la séquence de nucléotides d ADN TACTGCCTCCCCATAAGAATT est la suivante : AUGACGGAGGGGUAUUCUUAA. Étape 2 La division de la séquence de nucléotides en codons de trois nucléotides chacun donne la séquence suivante : AUG-ACG-GAG-GGG-UAU-UCU-UAA. Étape 3 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon AUG, trouve la première base A dans la colonne gauche du tableau intitulé «Première base». Pour trouver la deuxième base U, lis les lignes de la colonne intitulée «Deuxième base» au haut du tableau. Au croisement de la ligne de la première base et de la colonne de la deuxième base, tu trouveras une liste de quatre acides aminés possibles. Pour déterminer le bon acide aminé, lis la colonne intitulée «Troisième base» pour trouver la dernière base G du codon, qui indiquera que l acide aminé méthionine correspond au codon AUG. Étape 4 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon ACG, recommence l étape 3 en utilisant les bases du codon ACG. L acide aminé thréonine correspond au codon ACG. Étape 5 Recommence les étapes ci-dessus pour les codons GAG, GGG, UAU et UCU. Ces codons correspondent respectivement aux acides aminés acide glutamique, glycine, tyrosine et sérine. Étape 6 Pour déterminer l acide aminé qui correspond au codon UAA, recommence les étapes précédentes en utilisant les bases du codon UAA. Cela indiquera le codon UAA comme le codon d arrêt sans acide aminé correspondant. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 6
Étape 7 Pour déterminer la séquence d acides aminés pour laquelle code la séquence d ARNm, écris les acides aminés que tu as établis en utilisant le tableau 18.3 dans l ordre correspondant à la séquence de l ARNm. La séquence d acides aminés pour laquelle code la séquence de l ARNm AUGACGGAGGGGUAUUCUUAA est méthionine-thréonine-acide glutamiqueglycine-tyrosine-sérine. Reproduction autorisée Chenelière Éducation inc. 7