Sciences, dissertation sur les applications biotechnilogiques

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  • Publié le : 21 mars 2011
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DU GENOTYPE AU PHENOTYPE, APPLICATIONS BIOTECHNOLOGIQUES Chaque individu présente les caractères de l’espèce qui lui sont propres. C’est le résultat de l’expression de son programme génétique. L’information génétique se trouve dans le noyau, elle est portée par les chromosomes. Chaque chromosome porte des gènes, qui déterminent des caractères héréditaires. En général dans une cellule un gèneexiste en deux exemplaires, occupant la même position sur chacun des deux chromosomes d’une paire. Les allèles représentent les différentes versions d’un gène. Chaque chromosome contient une molécule d’ADN qui porte ces nombreux gènes. L’ADN est formé de deux chaînes complémentaires de nucléotides. La séquence des nucléotides au sein d’un gène constitue un message. Les cellules possèdent, pour un mêmegène, soit deux fois le même allèle, soit deux allèles différents. La transgénèse (le transfert de matériel génétique d’une espèce à l’autre) repose sur l’universalité de la molécule d’ADN en tant que support de l’information génétique.

1- Les niveaux d’organisation du vivant Un organisme est composé de cellules, elles-mêmes composée de molécules. L’ensemble des caractéristiques observablesd’un individu correspond à son phénotype. Certains caractères sont directement observables, tandis que d’autres sont présents au niveau des cellules et des molécules. 1-1-Au niveau de l’organisme : le phénotype macroscopique Ce sont les caractères morphologiques d’un individu : la couleur de la peau, des yeux et des cheveux, la taille, la forme du nez, etc. . 1-2-Au niveau de la cellule : lephénotype cellulaire La microscopie optique ou électronique permet l’étude des caractéristiques structurales et fonctionnelles des cellules d’un individu. 1-3-Au niveau de la molécule : le phénotype moléculaire Des analyses variées (électrophorèse, test ABO, …) rendent accessibles les caractères physiologiques et biochimiques d’un individu. On cherche à expliquer un caractère du phénotype en étudiantdifférentes molécules de l’organisme, essentiellement de protéines. 1-4-Etude d’un phénotype pathologique : la drépanocytose. 1-En utilisant les documents 1 à 3 page 50 et 4, 5 page 51 rechercher pour le phénotype sain et pour le phénotype drépanocytaire : - les caractéristiques macroscopiques (symptômes cliniques) et physiologiques (fonctionnement), - les caractéristiques cellulaires, - lescaractéristiques moléculaires. 2-Reporter les informations obtenues dans un tableau Les différentes échelles d’observation Phénotype sain L’organisme Aucun symptôme La cellule -Globules rouges ou hématies rondes (disque biconcave) déformables -Globules rouges en forme de faucille -Globules rouges rigides, obstruant les capillaires La molécule -Hb A globulaire -Soluble -Acide aminé n° 6 : acide glutamique -Hbss’agrègent en longues fibres rigides qui forment un réseau qui précipite dans la cellule -Hbs insoluble -Acide aminé n° 6 : valine

Phénotype drépanocytaire

-Anémie sévère, toux -Fièvre, essoufflement -Grande faiblesse -Troubles respiratoires, cardiaques et circulatoires -Le sang circule peu ou pas dans les capillaires -Mort des cellules de l’organisme par privation d’O2 et de nutriments-Lésions des tissus

1-5-L’importance de la structure des protéines : exemple de la mucoviscidose La mucoviscidose est une maladie héréditaire qui se traduit par un encombrement des voies respiratoires qui diminue les capacités respiratoires des malades et par des infections respiratoires fréquentes (phénotypes macroscopique). Certaines cellules de l’épithélium pulmonaire, regroupées en glandes,sécrètent un mucus ( une sécrétion visqueuse) qui tapisse sa surface. Les troubles liés à la mucoviscidose sont dus à une obstruction des bronches et des bronchioles par un mucus anormalement épais (phénotypes cellulaires). La membrane plasmique des cellules de l’épithélium pulmonaire renferme une protéine particulière, la protéine CFTR, qui forme un canal par lequel transitent des ions...
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