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2008
Remarques pour les
collègues:
1. Seuls les gènes du protéome sont au
programme; ce qui fait 20.000 à 25.000 gènes pour 1,2%
de l'ADN humain (voir
cours de 1ère S,
partie 2.3.2.1).
2. Je suis fermement partisan de parler des ARNm. Les ARN ne
sont pas exigibles mais les élèves de 1ère ES et
de 1ère L doivent savoir ce qu'est un ARN ne serait-ce
que pour parler de code génétique. Le code
génétique "en terme d'ADN" du Bordas p 179 pose un vrai
problème de cohérence scientifique : les auteurs se
sont contentés de changer U en T; pour une séquence
d'ADN donnée (brin d'ADN transcrit qui est le seul qui ait un
sens biologique). L'utilisation du "code génétique en
terme d'ADN" ne donne pas un résultat correct; d'abord il
manque l'étape de la transcription ce qui fait que les bases
de l'ARNm sont complémentaires des bases du brin transcrit de
l'ADN et ensuite les étapes de maturation des ARNm, si
importantes pour les eucaryotes, sont rendues impossibles; comment
parler ensuite aux élèves de la complexité du
lien entre la présence d'un gène protéique et la
synthèse d'une protéine associée, si on a
présenté le lien sous forme d'un code rigide).
Présenter un faux code génétique empêche
aussi toute utilisation des logiciels habituels.
3. Le terme d'allèle désigne exactement et
étymologiquement la forme d'un gène
héréditaire (au sens
héréditaire). Il est employé par le programme
dans cette partie de façon strictement équivalente
à "séquence d'ADN pour un gène
moléculaire". Mais comme ce mot ne risque pas de passer
dans le langage courant, je crois qu'on peut garder pour les
1ères ES et 1ères L ce sens erroné et qu'il est
inutile de parler de caractères, de gène au sens
héréditaire (gène héréditaire) ni
d'allèle au sens strict, c'est-à-dire au sens
héréditaire.
4. Le terme de génotype désigne au sens propre
l'ensemble des allèles au sens héréditaire d'un
individu. Pour le programme je crains que génotype ne
désigne la liste des allèles d'une cellule
théorique, le génotype étant supposé
identique pour toutes les cellules d'un organisme. Il est
indispensable de corriger cette vision. Même remarque pour le
phénotype.
Rappels de seconde:
vous pouvez remplacer le mot polymère par
chaîne si vous voulez, mais ce n'est pas
un mot scientifique, il n' a donc pas de signification
précise mais donne une image simple.
* un polymère est une molécule
composée de nombreuses sous-unités
identiques.
* les acides nucléiques sont des polymères
de nucléotides. Ils sont composés de 4
types de nucléotides différent chacun par une
base: A(adénine), C(cytosine), G(guanine), la
quatrième base différant pour l'ADN T(thymine)
et l'ARN (uracile). L'ADN est une molécule double
brin (deux brins appariés par des liaisons faibles
entre bases complémentaires) en hélice. L'ARN
est une molécule simple brin dont certaines parties
peuvent se replier et s'apparier.
* les protéines sont des polymères d'acides
aminés (aa): il existe 20 aa dans les
protéines (Bordas p 172, 179); un peptide est un
polymère d'aa au sens le plus large; les
oligopeptides ont moins de 10 aa. Les
polypeptides sont composés de 10 à 100
aa; les protéines sont des polypeptides ou des
peptides encore plus grands dont le poids moléculaire
(masse d'une molécule exprimée en dalton,
masse de l'atome d'hydrogène: 1,67.10-24 g
) est supérieur à 10.000 daltons. La plupart
des protéines cytoplasmiques ont entre 120 et 300 aa
(sous forme plus moins globulaire elles occupent une
sphère d'environ 3,5 nm de diamètre). Il
existe des protéines gigantesques intracellulaires
(kératine des ongles, poils...) ou extracellulaires
(collagène...).
Observer - Manipuler - Expérimenter |
90% de l'ADN n'a aucune fonction connue. Au sens strict de la biologie moléculaire une séquence de l'ADN n'est un gène (noté gène moléculaire) que s'il a une fonction connue. La seule fonction connue est de servir de modèle à un ARN. Il existe de nombreux ARN dont les ARNm qui vont être traduits en protéines. Les gènes moléculaires formant le protéome, sont des séquences d'ADN utilisées pour la synthèse de protéines. Les gènes moléculaires du protéome forment une information génétique protéique. Les éléments cellulaires non génétiques constituent une information cytoplasmique. Les protéines sont alors le résultat de mécanismes que l'on regroupe sous le terme d'expression de l'information génétique et cytoplasmique. La synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme cellulaire (film). On ne vous demande d'en retenir que le point de départ et le point d'arrivée (Bordas p 185). Quelques éléments des étapes intermédiaires sont données (Bordas p 186-187). Il y a une correspondance entre la séquence des
bases azotées de l'ADN et la séquence des
acides aminés qui composent les protéines.
Cette correspondance repose sur quatre mécanismes
cellulaires (aucun n'est au
programme): transcription (passage
ADN->ARNm), maturation des ARNm, traduction
(passage ARNm->chaîne polypeptidique),
maturation de ou des chaînes polypeptidiques
et assemblage en une protéine. L'ensemble des gènes d'une cellule forme son
génome. Par approximation on considère
que le génome d'un pluricellulaire est unique et
identique pour toutes les cellules. Cela suppose qu'au cours
du développement l'ADN est transmis à chaque
cellule (par la mitose) sans aucun changement et qu'il ne
subit aucune altération (ni ajout ni perte, ni
modification de séquence); ce qui est manifestement
faux. De nombreuses cellules multiplient leur ADN, d'autres
perdent des chromosomes. D'autres enfin subissent des
mutations qui sont des changements dans la
séquence de l'ADN. |
Apprendre |
Un gène (pour un élève de 1èreL ou 1èreES) est une séquence d'ADN utilisée pour la synthèse d'une protéine. Le code génétique
donne la correspondance entre les triplets de bases de
l'ARNm (codon) et les acides aminés (aa) des
chaînes polypeptidiques. Le génome est l'ensemble
des gènes d'une cellule ou d'un individu. |
Appliquer |
Exercices Bordas, 188 n°2, p 189 n°3, p 190 n°5 |
Comprendre |
On a utilisé depuis les débuts de la biologie moléculaire (vers 1960) une analogie entre l'information génétique et un texte. On parle de lecture de l'ARN. Les mots seraient des triplets de nucléotides (codons). Le code génétique serait un code de lecture. Peut-on améliorer cette image à la lueur des connaissances plus modernes ? Ce sont les chaînes peptidiques (et
les ARN non traduits) qui seraient les mots (et donc
bien les gènes moléculaires qui leur sont
associés). Le sens d'une phrase donné
par une association de mots serait alors la fonction
biologique réalisée par les protéines
et ARN. « I Introduction : La
théorie en biologie |
Observer - Manipuler - Expérimenter |
Un exemple: la
drépanocytose : Film Jeulin, Bordas p 174, 175
(tableau
du cours de 1èreS pour un
approfondissement - paragraphe 2.3.2.2); trois
niveaux d'étude et de compréhension DE LA
MALADIE: L'ensembles de caractéristiques de cette maladie constitue un tableau clinique que l'on peut qualifier de phénotype malade (ou drépanocytaire) et qui s'oppose au phénotype sain. Ces deux notions ne sont pas équivalentes. On considère que le malade est atteint d'une maladie héréditaire associée à un gène porté par un chromosome. Ce gène peut donc être sous l'allèle malade (drépanocytaire - noté S) ou sous l'allèle sain (noté A). Comme chaque individu est porteur de deux gènes (l'un paternel, l'autre maternel) les génotypes possibles (on porte les allèles de part et d'autre d'une (double) barre de fraction) sont A//A pour l'homozygote sain, A//S pour l'hétérozygote (qui présente des symptômes plus ou moins légers) et S//S pour l'homozygote malade (qui présente souvent des symptômes graves). Le phénotype, au sens de la biologie moléculaire, c'est-à-dire ici principalement le type de chaînes d'Hb, devient équivalent de l'expression des allèles (moléculaires) au niveau de l'individu. CQFD : la maladie est un phénotype qui résulte d'un génotype. MAIS |
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Apprendre |
Un allèle est la
forme (ou la séquence) d'un gène
moléculaire (au sens de la
biologie moléculaire, seul sens pour les
élèves de 1èreL et 1èreES mais
sens erroné, voir tableau dans la page
annexe). Le phénotype
(du grec "phenos"=visible) est
la forme visible d'un
allèle. Par extension le phénotype
désigne l'ensemble de traits de
caractères d'un individu qui résultent de
l'expression du génotype. |
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Appliquer |
Exercice Bordas n°2 p 203 (groupes sanguins A, B, o:
1gène, 3 allèles dont deux codominants et un
récessif) |
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Comprendre |
Revenons rapidement sur la
drépanocytose: Ce qui est au contraire le plus surprenant c'est la stabilité de la mutation (et son héritabilité) en regard des symptômes et des degrés variés de pathologie. Il y a une énorme variabilité de la molécule d'ADN (plusieurs centaines de petites différences entre les chaînes alpha ou bêta des individus du monde entier ont été trouvées; certaines étant associées à des pathologies d'autres non). Mais il y a relativement peu de pathologies. Les plus connues des pathologies sont les thalassémies du nom de la thalassa, la mer Méditerranée car elles sévissent principalement sur le pourtour de celle-ci. Avec une vision un peu décalée par rapport au discours habituel on pourrait dire que ce sont les pathologies, peu nombreuses, qui stabilisent des formes plus variées de séquences d'ADN. |
Observer - Manipuler - Expérimenter |
* la production de l'insuline humaine par des
bactéries modifiées par génie
génétique (Bordas p 180):
repérage du gène,
excision, multiplication, insertion dans un vecteur
(plasmide de levure), puis insertion des plasmides
transgéniques dans des bactéries dont
certaines deviennent transgéniques et produisent
l'insuline. La souche bactérienne modifiée
(transgénique) fait l'objet d'un brevet. |
Apprendre |
Le génie
génétique est un ensemble de techniques
permettant de former de nouvelles combinaisons d'ADN
susceptibles d'être insérées dans une
cellule vivante et y être exprimées. L'éthique est la science des actes humains regardés selon leur orientation vers une fin. |
Appliquer |
Exercice Bordas n°6 p 190
(transgénèse) |
Comprendre |
La bioéthique est un terme
récent qui désigne les interrogations
éthiques posées par les pratique
médicales et biotechnologiques très
récentes. La fin la plus haute de l'homme (que l'on appelle la fin dernière) est ce qui est justifie la cause finale de l'homme: ce qui est le plus élevé en lui ou qui est son fondement: sa nature. Les actes humains sont libres, conscients, volontaires, c'est en ces sens qu'ils se différencient de ceux des animaux (voir Déclaration Universelle des Droits de l'Homme, article 1). Il n'y a pas d'éthique animale : l'étude du comportement animal est l'éthologie (qui a la même racine étymologique que l'éthique). La conscience est un acte, un jugement moral qui applique la loi naturelle aux cas concrets. La conscience peut être obscurcie, se tromper, douter, ou encore être violentée. La liberté psychologique de l'homme c'est sa capacité à ne pas suivre sa conscience. D'où une grande diversité dans les expressions individuelles face à la loi morale naturelle. Si je pense que la loi naturelle est une, je suis aussi bien conscient que tous les hommes ne sont pas prêts à s'accorder sur tous ses éléments mais je pense que c'est un but à atteindre. Il ne faut pas confondre: On ne fait pas d'éthique, sinon creuse, sans philosophie et sans anthropologie. Contre le discours éthique abstrait : les
avis des comités d'éthique sur Dolly et le
clonage manquent le fond du débat, Un effort de consensus tout à fait louable a
été fait en direction de la bioéthique
par la Déclaration
universelle sur le Génome humain et les Droits de
l'Homme (1997, site de l'UNESCO
:http://portal.unesco.
org/fr/ev.php-URL_ ID=13177&URL_DO=DO_ TOPIC&URL_
SECTION=201.html). Mais le
premier article (« Le génome humain
sous-tend l'unité fondamentale de tous les membres de
la famille humaine, ainsi que la reconnaissance de leur
dignité intrinsèque et de leur
diversité. Dans un sens symbolique, il est le
patrimoine de l'humanité. » est
contestable: |