Bases Structurales de l hérédité I- La Génétique Partie de la biologie relative à l hérédité et à la variation. Unités héréditaires transmises d une génération à la suivante sont les gènes. Localisés le long d une molécue appelée ADN. ADN + Protéines= Nucléoprotéine organisée en structure appelée Chromosome. Chromosomes localisés dans nouyau de la cellule. Gène contient une information codée, assure la production d une protéine.
Bases structurales de l hérédité I- La Génétique II- Les Chromosomes: 1-Nombre 2- La morphologie 3- Chromosomes sexuels III- Les Divisions cellulaires: 1-La mitose 2- La méiose IV- La Gamétogénèse
ADN douée d autoréplication. Modification spontanée, en un endroit quelconque de la molécule =Mutation. Il en résulte une protéine défective ou arrêt de synthèse. Gène modifié en 2 ou plusieurs formes = allèles. Emplacement précis le long du chromosome (locus et loci).
II- Les Chromosomes 1)Nombre Cellule somatique (non sexuelle) contient un lot de chromosomes= Parent femelle et Parent mâle. Cellules diploîdes (2n). Cellules sexuelles ou gamêtes (moitié moins)= haploîdes (n). Nombre de Chromosomes identique pour tous les individus d une même espèce (Homme: 46 chrx, Tabac 48, Pois 14...
2)-Morphologie Facilement observables à certaines phases de la division cellulaire (condensés). Caractéristiques:longueur globale, position du centromère, longueur des bras.. Chromosomes métacentriques (au milieu) Chromosomes acrocentriques (bras de longueur différente) Chromosomes télocentriques (à l extrémité)
3)- Autosomes et chromosomes sexuels Formule chromosomique varie en fonction du sexe En jeu les chrx sexuels (X et Y). EX: Mouche du vinaigre la femelle porte 2 chrx XX identiques et le mâle un X et un Y. 3 autres paires sont morphologiquement identiques (entre mâle et femelle)
III-Les divisions cellulaires 1-La mitose: Division de la cellule mère. But est de réaliser une copie exacte de chaque chromosome. Donner un lot identique de chromosomes aux cellules filles. Interphase = période qui sépare 2 divisions. Autoduplication de l ADN et réalisation d un chromosome (2 chromatides).
Mitose en 4 phases: Prophase Métaphase Anaphase Télophase
Prophase Les chromosomes deviennent visibles au MP. Ils se condensent, structure en hélice. Distinction des deux chomatides soeurs d un chromosome. Fin prophase: Migration des centrioles aux extrémités (pôles) de la cellule et constitution du fuseau achromatique. Disparition de la membrane nucléaire.
Métaphase Centromères sur la plaque équatoriale du fuseau achromatique. Anaphase Chaque centromère se clive Séparation des 2 chromatides vers les deux pôles
Télophase Chaque pôle a un lot identique de chrmosomes. Les fibres du réseau dégénèrent. La membane nucléaire se referme autour de chaque pôle. La mitose conduit à partir d une celule, à deux cellules filles ayant les mêmes chromosomes et le même génome.
2-Méiose Production de gamètes = Gamétogénèse Fusion des gamètes = Fécondation A cours de la gamétogénèse, le nombre de chromosomes est divisé par deux (Processus réductionnel) = méiose.
Méiose = 2 divisions La pemière sépare les chromosomes homologues. La deuxième (équationnelle) sépare les chromatides soeurs.
Méiose Méiose I: Prophase I Métaphase I Anaphase I Télophase I Méiose II: Prophase II Métaphase II Anaphase II Télophase II Produits de la méiose
Prophase I: les chromosomes homologues s apparient (synapse). Paire de chrx = bivalent ou tétrade (4 chromatides). Les chromatides non soeurs peuvent subir des échanges (crossing-over).chiasma ou points de chevauchements.
Métaphase I: Orientation des bivalents vers la plaque équatoriale. Anaphase I: Les chromosomes homologues se séparent et montent aux 2 pôles (les centromères ne se divisent pas). L ensemble des chromosomes est divisé en deux. A partir d une cellule diploîde (2n), nous avons deux masses chromosomiques haploîdes (n), en fin de première division (Cytodiérèse). Fin de la 1 ère division.
Méiose II La deuxième division survient très rapidement. Les fuseaux se reforment. Métaphase II: Les centromères s alignent sur les plaques équatoriales. Anaphase II: Clivage des centromères, séparation des chromatides sœurs et migration vers les pôles opposés. Télophase II: Observation des 4 produits de la méiose.
La Gamétogénèse Les produits de la méiose se différencient en gamètes (dans le règne animal). Processus allant de méiose à la formation de gamètes est appelé gamétogénèse.
Gamétogénèse chez les mammifères Spermatogénèse: Chez le mâle Dans les gonades mâles (Testicules) à partir des cellules germinales (2n) des tubes séminifères. Division par mitose pour donner les spermatogonies.
Spermatocyte primaire (2n) par accroissement. Qui se divise par méiose. 1 ère division de méiose: deux spermatocytes secondaires haploïdes. 2 ème division: 4 spermatides haploïdes. Maturation: majeure partie du cytoplasme expulsée. Longue queue en forme de fouet. Fin de maturation: Le gamête mâle est appelé spermatozoïde.
Ovogénèse: Chez la femelle. Dans les gonades femelles (les ovaires) à partir des cellules (2n) germinales, les ovogonies. Accroissement et accumulation de vitellus (nourriture du jeune embryon) pour donner des ovocytes primaires. 1 ère division de méiose: diminution du nombre de chromosomes par deux et répartition du cytoplasme de façon inégale;
La plus grosse des 2 cellules filles: ovocyte secondaire. La plus petite: globule polaire primaire.(dans certains cas, il se divise en GP secondaires). Ces GP dégénèrent. 2 ème division: répartition inégale du cytoplasme. Production d une ovotide de grande taille et par différenciation, elle devient un gamète femelle ou ovule. Un globule polaire secondaire.
Fécondation Union d un gamète mâle et femelle (spermatozoïde et ovule). Zygote résultant a un nombre diploïde de chromosomes. La tête pénètre dans l ovule. La queue dégénère. De l oeuf (succession de mitoses), aux cellules de l embryon et organisation pour former les tissus et organes de l individu.
Bases chimiques de l hérédité I- Les acides nucléiques II- Réplication de l ADN III-Le code génétique IV-La synthèse protéique
I- Les acides nucléiques Chromosomes composés de nucléoprotéines (acides nucléiques et de protéines). Acides nucléiques portent l information génétique. ADN ou acide désoxyribonucléique.
1-Structure de l ADN En double hélice Deux chaînes: sucres et phosphates Sucre: désoxyribose (pentose) Le groupement phosphate joint 2 sucres par des liaisons phosphodiesters 3-5. Appariement des bases (structure en double hélice) Bases, en nombre de 4 (A, G, T, C)
Deux groupes: Purines et Pyrimidines (A-T et G-C) Nucléotide: ensemble base-sucre-phosphate ADN= Polymère de plusieurs milliers de paires de nucléotides
2-Les acides ribonucléiques (ARN) L ARN est une chaîne simple (ADN est un duplex) Pentose= désoxyribose (ADN) et ribose (ARN) Uracile (au lieu de la thymine)-adénine Plusieurs classes d ARN selon leurs fonctions: ARN messager (ARNm) apporte aux ribosomes l information codée par l ADN ARN ribosomaux (ARNr) contenu dans les ribosomes (lieu de synthèse des protéines) ARNt ou de transfert apporte les acides aminés libres au complexe ribosome-arnm pendant la synthèse protéique.
II-Replication de l ADN Deux brins d ADN reliés par des liaisons hydrogènes (entre 2 bases appariées) Réplication: séparation des brins, modèle pour la synthèse des nouveaux (strictment complémentaires) Deux molécules identiques (processus semi-conservatif) Catalysée par l ADN polymérase
III- Le code génétique Le codon génétique correspond à l enchainement ordonné de 3 bases nucléotidiques (triplet) permettant de définir un code d un acide aminé. Le code génétique est transcrit en ARN et traduit en protéines. Dans les protéines, on trouve 20 acides aminés différents. Le code génétique est universel (le même chez les eucaryotes et procaryotes). Il est dégénéré car un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons.
IV- La synthèse protéique La synthèse protéique n implique pas directement l ADN Rôle de l ARN dans cette synthèse Deux étapes: Transcription: synthèse de l ARN à partir de l ADN (du noyau) Traduction: synthèse d une chaîne polypeptidique (dans le cytoplasme)
1- A quel stade de la mitose observe t on les formes caractéristiques des chromosomes. 2- Que signifie le terme «caryote». 3- Donner 4 termes constitutifs d un bactériophage. A quelle classification des êtres vivants appartient il? 4-Donner 3 modes de transmission du virus HIV.