Activité 13

Correspondance gène / protéine

Problématique

Dans les activités précédentes, nous avons vu qu'un gène code  pour une protéine ("coder" signifiant "faire fabriquer une protéine) ; exemples : le gène "SRY" qui code pour la protéine "TDF" (activité 1), les gènes qui codent pour les "opsines" (activité 7), les gènes qui codent pour les "marqueurs des globules rouges du système ABO" (activité 12). Or, un gène est une séquence de nucléotide localisé dans le noyau alors qu'une protéine est une séquence d'acides aminés localisée dans le cytoplasme. La problématique apparait alors clairement : 

Comment un gène (séquence de nucléotides) localisé dans le noyau peut-il gouverner la synthèse d'une protéine (séquence d'acides aminés) localisée dans le cytoplasme ?

Objectifs

[  Saisir des informations (visionneuse de molécules, site SVT, documents fournis et manuel).

[  Utiliser les TICE (Logiciels "Anagène" et "Photofiltre").

[  Manipuler et utiliser les techniques d'observation : réaliser une préparation microscopique avec usage d'un colorant, l'observer et la photographier.

[  Mettre en évidence l'existence d'un acide nucléique messager (ARNm) entre le noyau et le cytoplasme et étudier la correspondance entre les messages portés par le gène (ADN), le messager (ARN) et la protéine synthétisée.

Production attendue

[ Un schéma légendé et annoté d’une cellule avec noyau et cytoplasme sur une page  intégrant une photographie pour répondre à la problématique.  

 ==> supports  n° 1 à n° 3.

 

 

 

 

Critères de réussite

l sur le schéma sont figurés, nommées,  légendés et annotés :   

 [ les trois molécules impliquées ainsi que leur mouvement intracellulaire éventuel,

 [ la molécule d'ADN présente dans le noyau comportera 18 nucléotides pour le brin non transcrit :

ATG GTG CAC CTG ACT TGA (voir conseils),

 [ la correspondance entre ces molécules prises deux à deux (ADN-ARN et ARN-protéines) est explicitées,

 [ les arguments qui fondent ces correspondances entre molécules ou mouvements de certaines molécules,

 [ les structures cellulaires qui facilitent la correspondance entre gène et protéines,

 [ la photographie d'une cellule réalisée à la suite de l'observation microscopique de cellules d'oignon colorées au vert de méthyl-pyronine, cellule dont les deux compartiments sont reliés au schéma,

 [ le code génétique est évoqué.

Conseils de réalisation

l  compte tenu du nombre important de supports, s'organiser au sein de chaque binôme pour se partager le travail.

l  dégager de chaque support numérique présenté les informations qui vont pouvoir être la matière des annotations du schéma (ne pas rentrer dans les détails). 

l  utiliser "Anagène" (option "créer" du menu initial) pour saisir la séquence imposée dans la production et la traiter avec les fonctionnalités du logiciel pour obtenir les autres séquences : brin transcrit, ARNm, protéine [Pour aider : copie d'écran "Anagène" en format .jpg].

 

 

l  réaliser une photographie numérique après observation microscopique de la préparation réalisée avec l'oignon monté dans le vert de méthyl-pyronine puis sélectionner si possible une cellule entière. [Secours : belle photographie de Ouafae A. et Maxime C. en format .jpg]

Supports

Documents initiaux :  Site SVT => le  gène : composition et localisation   // la protéine : composition, et localisation.

1 :  Site SVT : relation ADN et protéines formées => une expériences montrant la relation entre nucléotides de l'ADN et les protéines produites  (d'après & Bordas :  doc 1 page 56), effets d'une  mutation de l'ADN sur la protéine produite (exemple : la drépanocytose).

2 :  Site SVT et manipulation : échanges entre entre le noyau et le cytoplasme (découverte de l'ARN, de sa localisation et de ses propriétés) => coloration de l'épiderme d'oignon au vert de méthyl-pyronine (protocole et secours), structure et composition comparée ADN / ARN, une propriété de l'ARN et une caractéristique du noyau. [Pour aller plus loin : d'autres propriétés de l'ARN]

3 :  Site SVT : correspondance ADN / ARN et ARN / protéines  => type de codage entre nucléotides et acides aminés, séquence de l'allèle A des groupes sanguins humains : exploitation par le logiciel "Anagène" (la séquence fournie est celle du brin non transcrit ; obtenir à l'aide d'"Anagène", le brin transcrit, l'ARNm et la protéine ; voir notice "Anagène"), expérience de Nirenberg (1961), le code de génétique ou code de correspondance entre nucléotides et acides aminés (d'après & Bordas :  doc 3 page 57).  

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