Matériel génétique - Exercices corriges

Matériel génétique


Deux expériences fondamentales ont conduit à la découverte de l'ADN comme
matériel génétique. En 1928 Griffith expérimente sur des souris. Il montre
que les cellules contiennent un "principe transformant" qui permet à une
cellule de léguer ses propriétés à une autre.
En 1944 Avery, Mac Leod et Mac Carthy prouvent que l'agent en cause est
l'ADN.
Expérience de Griffith
[pic]
Figure 1-1. Chez le pneumocoque (agent de la pneumonie chez la souris) on
connaît deux types de souches : l'une possède une capsule polysaccharidique
qui donne aux cellules un aspect lisse. Cette souche est pathogène. L'autre
en est dépourvue et présente un aspect rugueux, de plus elle a perdu tout
pouvoir pathogène.
En cultivant une souche SI pendant longtemps in vitro, on peut en isoler
une souche RI vivante non pathogène qui inoculée à une souris la laise
i,ndemne bien qu'hébergeant la bactérie. Par contre une souche lisse SII
inoculée directement à une souris induit chez celle ci une pneumonie
létale. Mais si l'on tue la bactérie SII par chauffage et si on l'inocule
alors, la souris survit parfaitement.
Griffith mélangea une fraction de culture vivante de RI vivante (non
pathogène) à une fraction de SII tuée par chauffage (inoffensive) et
injecta le mélange à une souris. Il fit deux constatations.
la souris mourut de pneumonie.
sa dépouille contenait des bactéries vivantes de type SII.
Il en conclut qu'un "principe transformant" était passé des bactéries
mortes SII aux bactéries RI vivantes et avait transformé celles-ci en type
SII vivantes.
Expérience d'Avery, Mac Leod et Mac Carthy
De 1928 à 1944 une technique de transformation du pneumocoque in vitro a
été mise au point, ce qui permet de se passer du passage dans la souris, et
simplifie l'expérience. On cultive des cellules R en présence de S tuées et
on récupère des S vivantes. On refait la même expérience mais en utilisant
un extrait acellulaire de cellules S : les cellules R ont été transformées.
L'agent transformant est donc un agent chimique provenant de l'extrait
acellulaire de S. L'intégrité physique de la cellule n'est pas
indispensable pour la transformation. L'extrait acellulaire peut être
fractionné, ce qui permet de démontrer que l'agent transformant est de
nature macromoléculaire, qu'il n'est constitué ni de poly saccharides ni de
protéines ni d'acide ribonucléique (ARN). Par contre la fraction contenant
l'acide désoxyribonucléique (ADN) est capable de réaliser la
transformation. Afin d'éliminer la possibilité que cette fraction ait été
contaminée par des impuretés, on prépare un extrait acellulaire que l'on
répartit en trois fractions, la première est soumise à l'action des
protéases qui dégradent les protéines, la seconde est soumise à l'action de
l'ARNase qui dégrade l'ARN Figure 1-2. Expérience d'Avery, Mac Leod et Mac
Carthy et la troisième est traitée par l'ADNase qui dégrade l'ADN. Alors
que les deux premières fractions sont encore capables de transformer, la
troisième est dépourvue de tout pouvoir transformant.
[pic]

Figure 1-2 Expérience d'Avery, Mac Leod et Mac Carthy
Ces expériences démontrent que l'ADN programme la synthèse des
polysaccharides de la capsule. Les descendantes des cellules R transformées
eb S sont de type S donc l'ADN contrôle la multiplication à l'identique. Structure de l'adn
Eléments constituants
L'ADN est constitué de 3 éléments qui constituent des nucléotides
monophosphates.
un groupe phosphate
un sucre, le désoxyribose
4 bases azotées, Adénine XE "Adénine" , Guanine XE "Guanine" , Cytosine XE
"Cytosine" et Thymine XE "Thymine" . Ces bases se ressemblent deux à deux :
A et G sont des purines XE "purines" , C et T sont des pyrimidines XE
"pyrimidines" .
[pic]
Figure 1-3. Les éléments de l'ADN.
L'association de chaque base avec une molécule de sucre constitue un
nucléoside, et l'ajout d'un groupe phosphate donne un nucléotide
monophosphate.
[pic]
Les nucléotides s'enchaînent dans un ordre qui paraît quelconque, Sur un
squelette Phosphate-Sucre-Phosphate-Sucre- sont branchées les bases
azotées. Leur ordre de succession constitue la strycture primaire de l'ADN
que l'on appelle sa séquence.
[pic]
Figure 1-4.Un simple brin d'ADN.
Si cette séquence semble être au hasard, elle évoque néanmoins certains
systèmes de transferts d'information tels que le système binaire rencontré
dans l'alphabet morse. De telles séquences ont donc un potentiel informatif
considérable.
[pic]
|1 |gagttttatc|gcttccatga|cgcagaagtt|aacactttcg|gatatttctg|atgagtcgaa|
|61 | | | | | | |
|121 |aaattatctt|gataaagcag|gaattactac|tgcttgttta|cgaattaaat|cgaagtggac|
|181 | | | | | | |
|241 |tgctggcgga|aaatgagaaa|attcgaccta|tccttgcgca|gctcgagaag|ctcttacttt|
|301 | | | | | | |
|361 |gcgacctttc|gccatcaact|aacgattctg|tcaaaaactg|acgcgttgga|tgaggagaag|
|421 | | | | | | |
|481 |tggcttaata|tgcttggcac|gttcgtcaag|gactggttta|gatatgagtc|acattttgtt|
|541 | | | | | | |
|601 |catggtagag|attctcttgt|tgacatttta|aaagagcgtg|gattactatc|tgagtccgat|
|661 | | | | | | |
|721 |gctgttcaac|cactaatagg|taagaaatca|tgagtcaagt|tactgaacaa|tccgtacgtt|
|781 | | | | | | |
|841 |tccagaccgc|tttggcctct|attaagctca|ttcaggcttc|tgccgttttg|gatttaaccg|
|901 | | | | | | |
|961 |aagatgattt|cgattttctg|acgagtaaca|aagtttggat|tgctactgac|cgctctcgtg|
|1021 | | | | | | |
|1081 |ctcgtcgctg|cgttgaggct|tgcgtttatg|gtacgctgga|ctttgtggga|taccctcgct|
|1141 | | | | | | |
|1201 |ttcctgctcc|tgttgagttt|attgctgccg|tcattgctta|ttatgttcat|cccgtcaaca|
|1261 | | | | | | |
|1321 |ttcaaacggc|ctgtctcatc|atggaaggcg|ctgaatttac|ggaaaacatt|attaatggcg|
|1381 | | | | | | |
|1441 |tcgagcgtcc|ggttaaagcc|gctgaattgt|tcgcgtttac|cttgcgtgta|cgcgcaggaa|
|1501 | | | | | | |
|1561 |acactgacgt|tcttactgac|gcagaagaaa|acgtgcgtca|aaaattacgt|gcggaaggag|
|1621 | | | | | | |
|1681 |tgatgtaatg|tctaaaggta|aaaaacgttc|tggcgctcgc|cctggtcgtc|cgcagccgtt|
|1741 | | | | | | |
|1801 |gcgaggtact|aaaggcaagc|gtaaaggcgc|tcgtctttgg|tatgtaggtg|gtcaacaatt|
|1861 | | | | | | |
|1921 |ttaattgcag|gggcttcggc|cccttacttg|aggataaatt|atgtctaata|ttcaaactgg|
|1981 | | | | | | |
|2041 |cgccgagcgt|atgccgcatg|acctttccca|tcttggcttc|cttgctggtc|agattggtcg|
|2101 | | | | | | |
|2161 |tcttattacc|atttcaacta|ctccggttat|cgctggcgac|tccttcgaga|tggacgccgt|
|2221 | | | | | | |
|2281 |tggcgctctc|cgtctttctc|cattgcgtcg|tggccttgct|attgactcta|ctgtagacat|
|2341 | | | | | | |
|2401 |ttttactttt|tatgtccctc|atcgtcacgt|ttatggtgaa|cagtggatta|agttcatgaa|
|2461 | | | | | | |
|2521 |ggatggtgtt|aatgccactc|ctctcccgac|tgttaacact|actggttata|ttgaccatgc|
|2581 | | | | | | |
|2641 |cgcttttctt|ggcacgatta|accctgatac|caataaaatc|cctaagcatt|tgtttcaggg|
|2701 | | | | | | |
|2761 |ttatttgaat|atctataaca|actattttaa|agcgccgtgg|atgcctgacc|gtaccgaggc|
|2821 | | | | | | |
|2881 |taaccctaat|gagcttaatc|aagatgatgc|tcgttatggt|ttccgttgct|gccatctcaa|
|2941 | | | | | | |
|3001 |aaacatttgg|actgctccgc|ttcctcctga|gactgagctt|tctcgccaaa|tgacgacttc|
|3061 | | | | | | |
|3121 |taccacatct|attgacatta|tgggtctgca|agctgcttat|gctaatttgc|atactgacca|
|3181 | | | | | | |
|3241 |agaacgtgat|tacttcatgc|agcgttacca|tgatgttatt|tcttcatttg|gaggtaaaac|
|3301 | | | | | | |
|3361 |ctcttatgac|gctgacaacc|gtcctttact|tgtcatgcgc|tctaatctct|gggcatctgg|
|3421 | | | | | | |
|3481 |ctatgatgtt|gatggaactg|accaaacgtc|gttaggccag|ttttctggtc|gtgttcaaca|
|3541 | | | | | | |
|3601 |gacctataaa|cattctgtgc|cgcgtttctt|tgttcctgag|catggcacta|tgtttactct|
|3661 | | | | | | |
|3721 |tgcgcttgtt|cgttttccgc|ctactgcgac|taaagagatt|cagtacctta|acgctaaagg|
|3781 | | | | | | |
|3841 |tgctttgact|tataccgata|ttgctggcga|ccctgttttg|tatggcaact|tgccgccgcg|
|3901 | | | | | | |
|3961 |tgaaatttct|atgaaggatg|ttttccgttc|tggtgattcg|tctaagaagt|ttaagattgc|
|4021 | | | | |