A16 : Mutations de l’ADN et agents mutagènes
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Les divisions cellulaires assurent la stabilité du génome. La méiose permet la variabilité des génotypes en prenant part au brassage des nombreux allèles d’un même gène.
Comment expliquer la diversité des allèles, des génotypes ?
Des erreurs peuvent se produire aléatoirement lors de la réplication de l'ADN. Leur fréquence est augmentée par l’action d’agents mutagènes. L’ADN peut également être endommagé en dehors de sa réplication.
Les mutations sont à l’origine de la diversité des allèles au cours du temps. Selon leur nature elles ont des effets variés sur le phénotype. II existe trois types de mutations :
Les substitutions d’un nucléotide par un autre : un nucléotide est changé par un autre. Ex: le nucléotide A remplace le nucléotide T dans la séquence nucléotidique.
Les additions d’un ou plusieurs nucléotides : un nouveau nucléotide est rajouté dans la séquence nucléotidique.
Les délétions ou pertes d’un ou plusieurs nucléotides : un nucléotide disparaît de la séquence nucléotidique.
Représenter simplement les trois types de mutation.
D'après vous pourquoi la réplication est-elle un moment favorable aux mutations ?
Doc.1 : des erreurs lors de la réplication (Bordas, p.49)
Pendant la réplication l’ADN polymérase construit deux nouveaux brins d’ADN à partir de 2 brins d’ADN existants qui servent matrice. L’ADN polymérase n’est pas fiable à 100%, pendant la réplication elle se « trompe » en moyenne une fois pour 100 000 nucléotides répliqués.
Des systèmes moléculaires vérifient le bon appariement des nouveaux nucléotides ajoutés, et remplacent la plupart de ceux qui ne correspondent pas.
La fiabilité finale est estimée à 1 erreur pour 1 milliard de nucléotides répliqués.
Les mutations génétiques sont rares, aléatoires et spontanées. Toutefois, la fréquence des mutations génétiques est augmentée par des facteurs de l’environnement appelés agents mutagènes (rayonnements comme les rayons X, ultraviolets, radioactivités, agents chimiques comme le benzène…). Ces agents mutagènes sont d’autant plus dangereux que l’exposition est répétée et à haute dose.
Montrer que les UV ont un effet mutagène sur l'ADN.
Etude de l’effet d’agent mutagène chez les levures.
Etude de l’effet d’agent mutagène chez les levures.
1- Etude expérimentale (blouse obligatoire).
1- Etude expérimentale (blouse obligatoire).
Doc.2 : Outil biologique :
Les levures sont des champignons unicellulaires qui se reproduisent essentiellement par mitose. Elles sont visibles à l'œil nu lorsque les colonies de clones dépassent 100 ɥm de diamètre (ce qui correspond à plusieurs milliers de cellules).
Les levures de type ADE2 choisis pour l’ensemencement contiennent un pigment rouge; AIR (voir chaine métabolique). Elles sont facilement cultivables dans les boîtes de pétri, sur milieu gélosé. Certaines deviennent blanches sous l’action des UV.
Rappel : les enzymes sont des catalyseurs biologiques, elle sont l'origine des transformations biochimiques de la cellule.
1- Formulez une stratégie opérationnelle permettant de montrer l'effet mutagène des UV. Vous devez utiliser les documents et/ou ceux de votre livre page 50.
ce que je montre,
ce que je réalise (principe de l'expérience),
ce que j'analyse (comptage, mesures, etc..),
ce que j'attends comme résultats.
2- Mise en œuvre de l'expérience :
Réalisez une culture de levure de type ADE2, (protocole ci-joint) et exposez la aux UV. Vous devrez avoir repéré dans le tableau le numéro de votre groupe afin de connaitre le temps d'exposition.
Fiche technique UV et levures ADE2.pdf3- Résultats : En théorie après 3 jours d'incubation à 36°C.
Utilisez mesurim2 en ligne pour dénombrer les colonies correspondant à votre temps d'exposition, vous utiliserez les photographies de la banque d'image de mesurim2 et l'outil compter. Vous ne devez compter qu'une seule boite et partager vos résultats avec le reste de la classe.
ft_comptage_mesure_mesurim.pdf4- Mettez en forme les résultats obtenus (tableau et graphique sur google Sheets). Vous devrez calculer la proportion des deux types de levures pour chaque temps d'expositions.
Ouvrez le tableau ci-contre, remplissez le avec vos résultats;
Quand tous les groupes ont rendu leur résultats, faites une copie portant votre nom,
Faites le graphe demandé à partir des résultats statistiques,
Imprimez le pour le mettre dans votre compte-rendu.
25-1spe-A14 Mutations2- Identifier la mutation
2- Identifier la mutation
Stratégie
Pour identifier la mutation on compare à l'aide de genigene2, les séquences alignées du gène Ade2Allele1 (Levures blanc crème) et Ade2Allele2 (Levures rouges).
On s'attend à trouver une ou plusieurs mutations empêchant la synthèse du pigment rouge.
Protocole simplifiée.
Ouvrir Genigene2 https://www.pedagogie.ac-nice.fr/svt/productions/geniegen2/
Dans la banque de séquence, rechercher les allèles du gène à étudier,
Action : Aligner les séquences
Afficher le tableau, décocher identité et pourcentage
Mettez en forme les résultats
Mise en relation
Mise en relation
Utiliser les connaissances, le doc.2 et les résultats pour montrer les effets mutagènes des UV sur les souches de levures.
3- Etude du modèle moléculaire.
3- Etude du modèle moléculaire.
Stratégie simplifiée :
Pour montrer les effets de la mutation sur l'ADN on modélise à l'aide de l'application libmol, un fragment d'ADN lésé après une exposition aux UV.
Protocole simplifié :
Ouvrir libmol, rechercher dans la banque de molécule ADN en voie de mutation, commande ruban, colorer par résidu.
Mettez en forme les résultats
Exercice bac pages 62, 63.
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