Niveau concerné : Première L
Partie du programme concernée : Du génotype au phénotype, applications biotechnologiques. La relation entre ADN et protéines.
Objectif de connaissances :
Les gènes sont des segments de la molécule d'ADN codant pour une protéine.
Le phénotype moléculaire est souvent matérialisé par une protéine, c’est-à-dire une séquence d’acides aminés.
Objectif méthodologique :
Utiliser le logiciel ANAGENE pour découvrir le code génétique
Fichiers nécessaires : HbA : betacod.adn et betapro. et HbS : drepacod.adn et drepapro
On compare les séquences d'ADN qui codent pour chacune des hémoglobines et
les séquences des acides aminés.
Question : Comment traduire une séquence d'ADN en séquences d'acides aminés ?
Quelle relation existe-t-il entre ces 2 types de
séquences ?
Information sur la molécule d'hémoglobine:
L'hémoglobine est une grosse molécule formée de
4 sous unités identiques 2 à 2:
- 2 chaînes alpha
- 2 chaînes bêta
-1) Comparaison des séquences de nucléotides et
d'acides aminés chez un individu sain et chez un individu drépanocytaire
| Comparer les 2 séquences de nucléotides | - Dans le menu “Banque de
séquences” sélectionner successivement les fichiers suivants: “Chaîne de l’hémoglobine” > “Chaîne bêta” > “Séquences normales” > “betacod.adn” > OK
“Chaîne de l’hémoglobine” > “Chaîne bêta” > “Séquences mutées” > “drépanocytose” >“drepacod.adn” > OK
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| Comparer les 2 séquences d'acides aminés | "Chaîne de l’hémoglobine” >
“Chaîne bêta” > “Séquences normales” > “betapro” > OK
“Chaîne de l’hémoglobine” > “Chaîne bêta” > “Séquences mutées” > “drépanocytose” >“drepapro” > OK
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Ä Sélectionner, avec le curseur, la séquence d’ADN puis “Informations” (= icône “i”) et noter le nombre de bases de nucléotides ; procéder de la même manière en sélectionnant ensuite la séquence polypeptidique et noter le nombre d’acides aminés de la chaîne.Ä ÄEn déduire une hypothèse expliquant la traduction de la séquence de nucléotides du gène en séquence d’acides aminés de la protéine.
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-2) Traduire le code génétique
Vérifier l'hypothèse émise précédemment.
| Créer votre séquence d'ADN. |
Utiliser le menu “Fichier”, sélectionner “Créer...” puis “ADN” puis OK, pour créer votre propre séquence de nucléotides d’un brin d’ADN. Pour cela entrer successivement 1 nucléotide (lettre A, T, C ou G), puis 2, puis 3 etc. et tester pour chaque cas, si une traduction en acide(s) aminé(s) est effective ou non. Sélectionner la séquence créée avec le curseur puis dans le menu “Traiter” > “Traduire” > “séquence peptidique” > “traduction simple” > OK.
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| Si un acide aminé ou plusieurs
apparaissent, la séquence d’ADN que vous avez créée a été traduite. Ä Valider ou non votre hypothèse |
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-3) Comparaison des
séquences de nucléotides pour HbA et HbS : identifier la cause
génétique de la drépanocytose
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Comparer les séquences de nucléotides pour HbA et HbS : identifier la cause génétique de la drépanocytose |
-Sélectionner les séquences d’ADN
pour HbA (normale) et HbS (drepa) puis dans le menu “Traiter” > “Comparer”
> “Comparaison simple”. -Recommencer en sélectionnant cette fois, les séquences d’acides aminés. -Pour chaque cas, seules les différences entre les séquences comparées sont indiquées. Les tirets indiquent les similitudes. |
| Ä
Indiquer comment s’explique, au niveau de l’ADN, la substitution Val-Glu dans
le cas de l’HbS.
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-4) Comparer les séquences de nucléotides de différents gènes.
| Comparer les séquences de
nucléotides de différents gènes.
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Dans le menu “Banque de séquences”, sélectionner les séquences de nucléotides pour les gènes suivants: “Chaîne de l’hémoglobine” > “Chaîne gamma” > “Séquences normales” > “gammacod.adn” > OK
“Phénylalanine hydroxylase” > “phenorm.cod” > OK
de l’enzyme phénylalanine hydroxylase apparaît. “Gènes des pigments rétiniens” > “Périphérine” > “pernorm.cod” > OK
du pigment rétinien “périphérine” apparaît.
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Ä Comparer le début des séquences de l’ADN de chaque gène. Que constate-t-on ?Ä Comparer également la fin des séquences d’ADN de chaque protéine. Que constate-t-on ?
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