Expériences de Taylor ( 1957 ? 1958 ) - pyrenees 66

Expériences de Taylor ( 1957 - 1958 )
Taylor cultive de jeunes racines de Bellevalia romana (plante de la famille
du lis) sur un milieu contenant un « précurseur marqué » de l'ADN :
- Ce précurseur est un nucléotide typique de l'ADN, la thymidine (T) c'est-
à-dire le nucléotide contenant de la thymine
- Le marquage a consisté à remplacer certains atomes d'hydrogène de T par
un isotope radioactif, le tritium (3H), ce qui forme de la thymidine
tritiée.
Lorsque les cellules synthétisent de l'ADN, elles incorporent ce précurseur
et l'ADN formé est alors radioactif. Cette molécule devient détectable par
la technique d'autoradiographie : des cellules cultivées en présence de
thymidine tritiée sont écrasées et mises en contact avec un film
photographique. Le rayonnement émis par les molécules radioactives
impressionne le film et, après développement de la pellicule, des points
microscopiques noirs repèrent leur emplacement.
La photographie présente l'aspect des chromosomes d'une cellule cultivée
dans le milieu en présence de T tritiée pendant une durée égale à celle
d'un cycle cellulaire. Une seule réplication de l'ADN a donc pu avoir lieu. 1- En faisant référence aux connaissances acquises dans les travaux
précédents, formuler le problème biologique posé
2- En réponse à ce problème, formuler 2 hypothèses pour le mécanisme de
la réplication de l'ADN
3- Rechercher les conséquences de chacune des deux hypothèses pour la
radioactivité des chromatides résultantes dans le protocole
expérimental de Taylor
4- Exprimer en une phrase le premier résultat obtenu par Taylor. Déduire
l'hypothèse validée par ce résultat
5- Enoncer le principe du mécanisme de réplication de l'ADN
6- Par ce mécanisme, prévoir le résultat attendu pour la génération
suivante cultivée sur un milieu sans thymine radioactive.
7- Valider le principe de ce mécanisme avec le résultat de la seconde
expérience, ci-dessous L'expérience est alors poursuivie de la façon suivante : des racines qui
ont été cultivées sur un milieu 1 , en présence de T tritiée, pendant la
durée d'un cycle cellulaire, sont prélevées, soigneusement lavées, puis
replacées dans un milieu 2 ne contenant que des précurseurs non
radioactifs. Après un temps correspondant à la durée d'un cycle cellulaire
supplémentaire, des racines sont prélevées et soumises à une
autoradiographie. La photographie ci-contre présente les résultats
observés. Correction 1- Par quel mécanisme s'effectue la réplication de l'ADN ? 2- Deux hypothèses :
. l'ancienne molécule sert de modèle pour l'assemblage dans le
même ordre que le modèle, de nucléotides puisés dans le milieu
. l'ancienne molécule s'ouvre au niveau de sa zone de plus faible
résistance (liaisons faibles). Les nucléotides libres du milieu
viennent reconstituer le brin manquant sur chaque ½ molécule 3- Conséquences dans le protocole :
. hypothèse 1 : 1 molécule d'ADN radioactive et 1 non radioactive,
soit 1 chromatide radioactive et 1 non
. hypothèse 2 : 2 molécules radioactives, donc 2 chromatides
radioactives 4- Dans chaque chromosome, les 2 chromatides sont radioactives :
l'hypothèse 2 est validée, la 1 rejetée 5- Principe :
Le mécanisme de réplication de l'ADN se caractérise par l'ouverture de la
molécule d'ADN avec incorporation des nucléotides du milieu pour
reconstituer le brin manquant. 6- Résultat attendu : 1 chromatide radioactive sur 2
7- On constate effectivement qu'on a une chromatide radioactive sur 2 :
l'hypothèse est bien vérifiée