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Anagene2

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1. CAG T1 all le 1 22 C22 T1 all le 2 33 C33 I2 all le 1 21 C21 I2 all le 2 16 C16 T1 all le 1 22 C22 T1 all le 2 16 C16 I2 all le 1 21 C21 TI2 all le 2 22 C22 113 all le 1 21 C21 IB all le 2 43 C43 Il4 all le 1 13 C13 T4 all le 2 20 C20 M1 all le 1 23 C23 TT all le 2 17 C17 HI all le 1 20 C20 TII2 all le 2 48 C48 IIB all le 1 21 C21 H3 all le 2 20 C20 I4 all le 1 13 C13 T4 all le 2 43 C43 IV1 all le 1 17 C17 IV1 all le 2 75 C75 147 ANAG NE C22 C33 C21 C16 Il C22 C16 c21 C22 39 ans c13 C20 Il 40 ans Y C13 C43 11 ans C17 C75 x ans ge de la manifestation des premiers sympt mes de la maladie Arbre g n alogique d une famille avec individus atteints de chor e Les g notypes des individus atteints de chor e indiquent que les all les l origine de cette maladie sont dominants En cons quence il y a une contradiction entre les ph notypes des individus de la premi re g n ration et le g notype de l individu 113 Celui ci poss de l all le C21 de sa m re mais aucun all le de son p re Cela conduit l id e que l all le C43 de I13 provient d une mutation subie par un des all les du p re lors de la spermatogen se sans doute l all le C33 Cette id e de n omutation permet galement l interpr tation du g notype de l individu V1 148 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Innovat
2. D apr s LUSATTO L et al 1969 180 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Les donn es exp rimentales fournissent un d but d explication la r sistance vis vis du Plasmodium que conf re la possession d un all le G6PD d ficient D une part on constate qu in vitro les h maties G6PD d ficientes sont moins parasit es que les h maties non d ficientes d autre part lorsqu elles sont parasit es elles sont plus phagocyt es un stade o le parasite n a pas encore r alis sa multiplication Il en r sulte une moins grande production de Plasmodium et donc un paludisme moins s v re pourcentage 13 d h maeties parasit es 12 11 10 S normal 8 lt groupe X groupe Y GPD d ficiant jours 1 2 3 4 5 tude exp rimentale comparaison in vitro du pourcentage d h maties parasit es chez une population d ficiente en G6PD et une population non d ficiente 181 ANAG NE PROCR ATION ANALYSE DE CAS CLINIQUES D terminisme du sexe Informations scientifiques Chez l embryon de six semaines les gonades sont encore indiff renci es et des voies g nitales m les canaux de Wolf et f minines canaux de M ller sont pr sentes C est le caryotype de l embryon qui d termine la diff renciation des gonades pr lude la diff renciation des voies g nitales Si l embryon poss de un chromosome Y le g ne SRY Sex Determining Region of Y C
3. 0 3 T 11 Heures Des informations compl mentaires et des animations gr ce au logiciel Chime sont disponibles sur le site de l INRP l adresse http www inrp fr Acces biotic et sur le site du BH4 Interactions avec l environnement Si une hyperph nylc tonurie est d tect e concentration en ph nylalanine sup rieure 20 mg dl un r gime alimentaire tr s strict est mis en place Ce r gime permettra de maintenir le taux de ph nylalanine dans le sang une valeur inf rieure au seuil de toxicit R gime alimentaire pr conis pour les individus ph nylc tonuriques e interdiction de consommer viandes laitages poissons ufs c r ales e possibilit de consommer des fruits et l gumes mais de fa on contr l e e consommation libre d hydrates de carbones sucre et amidon d huiles et de margarines sans prot ines e utilisation de produits di t tiques sp ciaux pour quilibrer le r gime notamment de produits apportant un m lange d acides amin s essentiels Ce r gime devra tre poursuivi toute la vie toute interruption ayant des effets d l t res sur les performances intellectuelles des patients Les contr les sanguins du taux de ph nylalanine doivent tre fr quents de mani re adapter le r gime en fonction de changements ventuels 6l ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L analyse des ph notypes ph nylc tonuriques l aide des donn es f
4. Procr ation Analyse de cas cliniques Immunologie H Terminale S sp cialit H Th mes fournis 1997 Les s quences sont regroup es et class es en dossiers th matiques eux m mes ordonn s de mani re arborescente Pour les atteindre il convient de d ployer plus ou moins cette arborescence et de s lectionner le dossier d sir il n est possible de s lectionner qu un seul th me d tude la fois Dans la partie droite de la bo te de dialogue s affiche alors la liste des groupes de s quences disponibles dans ce dossier Le bouton Annuler de la bo te de dialogue provoque sa fermeture et le th me qui a pu tre s lectionn n est pas charg La validation de la s lection d un ou de plusieurs groupes de s quences d un m me dossier th matique s obtient ici encore en cliquant sur le bouton OK ou en appuyant sur la touche Entr e Cette validation provoque la fermeture de la bo te de dialogue et le chargement de l ensemble des s quences que le th me d tude peut contenir La fen tre d Affichage des s quences appara t alors l cran NB il est conseill de ne pas maximiser les dimensions de la fen tre d dition de s quences si l on souhaite ouvrir galement des documents du th me car cette propri t sera h rit e par la fen tre d affichage des documents ce qui peut entra ner des distorsions CNDP INRP Anag ne Fichier Edition Traiter Options Fen tre Aide
5. Les albinismes L albinisme humain est la plus fr quente des anomalies h r ditaires de pigmentation Le ph notype macroscopique visible hypopigmentation de la peau des poils des cils des yeux fut pendant longtemps le seul crit re retenu pour d tecter cette anomalie due une r duction ou m me une absence de synth se de m lanine Si cette hypopigmentation est g n rale on parle d albinisme oculo cutan OCA Si elle est localis e aux yeux on la nomme albinisme oculaire OA L albinisme OCA est le plus courant Le seul crit re de pigmentation est insuffisant pour diagnostiquer l albinisme Des changements dans les yeux et le syst me visuel ont t trouv s dans tous les cas d albinisme OCA et d albinisme OA L iris et la r tine tant d pigment s les pupilles apparaissent rouges du fait de la r flexion de la lumi re sur la choro de tr s riche en vaisseaux sanguins D autre part le d veloppement des voies optiques est alt r chez les individus albinos et la plupart d entre eux sont photophobes et pr sentent un nystagmus ils ont de plus une diminution de l acuit st r oscopique et un strabisme alternant Chez une personne qui pourrait avoir une pigmentation presque normale l examen ophtalmologique complet permet donc de d pister un albinisme On ne s int ressera ici qu l albinisme OCA On distingue deux types d albinismes OCA selon l origine de l anomalie e albinisme
6. On peut prolonger en indiquant que concr tement ces fragments peuvent tre s par s par lectrophor se et visualis s l aide d un r v lateur de l ADN Le document peut tre utilis pour faire la liaison entre les donn es issues de l utilisation de l ADN et l lectrophor gramme 214 lectrophor gramme r sultant de l action de l enzyme de restriction XHO2 sur les all les Tyrcod1 et Tyrcod2 qui codent tous les deux pour des enzymes fonctionnelles SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S SP CIALIT Analyse g n tique d une famille La d termination des g notypes des membres de la famille 5 peut se faire de fa on classique par comparaison des s quences des all les du g ne de la tyrosinase de chacun avec les all les de r f rence fournis mais les donn es permettent galement l l ve d avoir une d marche se rapprochant de celle r ellement suivie lors d un d pistage g n tique r el C est cette deuxi me situation qui sera d velopp e ci dessous L l ve dispose e de l arbre g n alogique qui lui permet de faire des hypoth ses quant au d terminisme de la maladie et des pr visions pour les descendants e des s quences des all les du g ne de la tyrosinase de chaque membre de la famille et des s quences de r f rence des all les du g ne de la tyrosinase pr sents dans la famille e des r sultats d lectrophor se
7. Tyalb45 Tyralb TS Cet exercice pr liminaire permet ainsi de faire appr hender comment une enzyme de restriction sp cifique 3 s lection du fichier d enzyme de restriction ad quat M Action enzymatique 100 One T d identit s 5 affichage en mode tableau Ps fe Lots personnels S lections d enzymes 6 Enzyme de restriction de la G6PG Enzymes de restriction de la phosphodiest rase Enzymes de restriction de la RDS i Enzymes de restriction de la rhodopsine f d Fichier des enzymes de restriction de la tyrosinase Banque d enzymes Dl Annuler S lection lt lt Retirer lt lt Effacer la liste l enzyme Xbal permet d identifier l all le TyrAIbA3 l enzyme EinV2 permet d identifier l all le TyrAlbA1 vralb A4 l enzyme Mspl permet d identifier l all le TS l enzyme Mnl I permet d identifier l all le tyrAlbB1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 w S lect 0 10 lignes 4 Mnl I Hae III EXNU2 11 7 5 11 7 J 11 7 1 11 7 8 11 7 11 6 5 6 5 7 6 7 Xho II ND N N N EINUY ue re eh l enzyme EinV4 permet d identifier l all le TyrAIbA2 l association des enzymes Hael et Xho II permet de distinguer les all les TyrAlbA4 et TyrA bAS permet de diff rencier deux all les partir du nombre de fragments obtenus la suite de cette action
8. phenotypeGS bmp texte pr sentant le ph notype groupes sanguins diff rentes chelles Les documents pr sentent le ph notype groupes sanguins et permettent de le d finir diff rentes chelles e ph notype clinique mis en vidence par les accidents de transfusion e ph notype cellulaire marqueurs membranaires e ph notype mol culaire enzyme cod e par le g ne ABO enzyme sous la forme A B ou inactive O Remarques e il est important pour la suite de la d marche que l l ve ait bien compris que le groupe O est li l absence de marqueurs A et B e il est important que l l ve comprenne galement que le ph notype mol culaire ne peut tre le marqueur membranaire qui n est pas une prot ine mais l enzyme permettant sa synth se La comparaison des s quences des diff rentes prot ines ABO et la mise en relation avec les ph notypes cliniques correspondants permettent de discuter des relations entre ph notypes mol culaire cellulaire et clinique Les connaissances sur les prot ines enzymatiques seront mobilis es pour expliquer les observations On montrera ainsi que les ph notypes alternatifs sont dus des diff rences dans les prot ines concern es Bilan Les enzymes EA et EB diff rent par quatre acides amin s en position 174 233 264 et 266 Ces diff rences sont mettre en relation avec les diff rences d activit de ces enzymes elles ne catalysent pas la m me r action
9. 75 300 1 200 strog ne stradiol Folliculaire 30 90 en pg par ml Pic pr ovulatoire 90 400 Progest rone en ng par ml Folliculaire 0 1 0 5 Lut ale 3 20 M nopause inf rieur 2 AMH en pmol l Ind celable jusqu la pubert Tr s faible chez l adulte Taux croissant pendant la p riode f tale Stable jusqu la pubert de 300 400 Tr s faible l ge adulte 183 ANAG NE Cas n 1 hypogonadisme hypophysaire S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 1 Homme non pub re puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas1 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 1 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques
10. Conclusion Des mutations vari es sont l origine du polymorphisme du g ne de la PAH Les cons quences de ces mutations sur le ph notype mol culaire sont variables e apparition pr coce d un codon stop mutation non sens ou mutation d calante donc cha ne polypeptidique plus courte et non fonctionnelle PheMut55 111 176 187 222 243 272 346 e modification importante de la s quence d acides amin s d l tion d un ou plusieurs nucl otides PheMut95 et 365 e modification ponctuelle de la s quence d acides amin s mutation faux sens PheMut39 158 194 241 261 277 280 281 282 285 299 331 e aucune modification de la s quence d acides amin s mutation neutre PheMut232 Les cons quences des modifications de la s quence d acides amin s sont variables selon la position des acides amin s modifi s on ne peut aboutir cette conclusion que si l on a compl t l tude sur les s quences par la localisation des mutations sur la mol cule en 3D l aide d un logiciel de visualisation mol culaire comme RasTop ou Chime Si les acides amin s modifi s sont au niveau du site actif de l enzyme ou participent sa structure tertiaire l enzyme sera inactive ou tr s peu active Si le polypeptide est beaucoup plus court que la normale l enzyme ne pourra pas prendre sa conformation spatiale et sera inactive 64 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES comple
11. cdc2 homologue des g nes cdk1 des autres esp ces Ce g ne code pour une prot ine kinase cycline d pendante cdk qui intervient diff rents moments du cycle cellulaire chez S pombe elle est impliqu e dans le d clenchement du d marrage du cycle en G1 ainsi que dans la transition G2 M La fonction g n rale des prot ines cdk consiste utiliser l ATP pour modifier par phosphorylation l activit de prot ines cibles indispensables au bon d roulement du cycle Ces kinases sont elles m mes r gul es de fa on comparable par phosphorylation et d phosphorylation assur es par d autres kinases et phosphatases selon des voies r gulatrices complexes Le g ne cdc2 Des mutations qui affectent le g ne cdc2 et qui ont pour effet des anomalies de la division cellulaire Les mutations du g ne cdc2 peuvent perturber le d roulement du cycle cellulaire et donc se traduire ph notypiquement par exemple par une diff rence de taille des cellules ce qui permet d identifier les mutants e mutation cdc2 33 elle a pour effet de bloquer un signal n cessaire la transition G2 M et perturbe donc la division cellulaire sans affecter la croissance de la cellule Elle se traduit par des cellules de taille beaucoup plus importante que la normale D autre part cette mutation est conditionnelle et ne s exprime qu une temp rature sup rieure 35 C On parle alors de mutation thermosensible des mutations l tales peuvent
12. filiationG6PD bmp pr sentant une activit p dagogique envisageable qui propose cette filiation aux l ves en leur demandant de la justifier partir de l exploitation des s quences fournies ils doivent identifier et placer sur chaque branche la mutation permettant de la justifier La comparaison des divers all les avec l all le G6PDB pris comme r f rence ainsi que l tude des cons quences des diff rences sur le polypeptide permet d tablir le tableau suivant S quence nucl ique Polypeptide Noms des Nucl otides chang s Codons chang s A A chang s Type de all les Nature Position Nature Position Nature Position mutation G6PDB R f rence R f rence R f rence Substitution G6PDA A376 G AAT126 GAT Asn126Asp faux sens Substitution G6 PDA 1 A376 G AAT126 GAT Asn126Asp faux sens Substitution G202 A GTG68 ATG Val68Met faux sens Substitution G680 T CGC227 CTC Arg227Leu faux sens Substitution G6 PDA 3 A376 G AAT126 GAT Asn126Asp faux sens Substitution T968 C CTG323 CCG Leu323Pro faux sens Substitution G6PDM C563 T TCC188 TTC Ser188Phe faux sens Substitution G6PDSEAT G844 C GAT282 CAT Asp282His faux sens Caract ristiques de quelques all les du g ne de la G6PD Substitution G6 PDA 2 A376 G AAT GAT Asn126Asp f aux sens Les all les de ce g ne peuvent donc servir de support pour tudier la notion de polymorphisme g nique Certes les all les diff rent uniquement par des
13. 114 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S PARENT ENTRE TRES VIVANTS ACTUELS ET FOSSILES PHYLOGEN SE VOLUTION Relations de parent au sein du vivant SG ne CDC2 Informations scientifiques Des informations compl mentaires sont disponibles sur le site bmedia http www snv jussieu fr bmedia cyclecellBM index htm Le cycle cellulaire Un cycle cellulaire constitu d une interphase et d une mitose est observable chez tous les eucaryotes L interphase comprend elle m me trois phases la phase G1 ou Gap 1 la phase S r plication de l ADN et la phase G2 ou Gap 2 La dur e totale d un cycle cellulaire varie beaucoup d une cellule l autre La dur e de chacune des phases du cycle cellulaire peut tre calcul e si l on conna t le pourcentage de cellules en phases S incorporation de BrdU G1 et G2 estimation de la quantit moyenne d ADN par noyau et la dur e moyenne du cycle cellulaire elle peut tre calcul e par une exp rience d incorporation de thymidine triti e suivie d une autoradiographie la dur e du cycle cellulaire tant gale au temps n cessaire pour obtenir tous les noyaux marqu s Des mesures effectu es chez diff rents organismes montrent que d une fa on g n rale la phase G1 a la dur e la plus variable du cycle cellulaire et cette variabilit est responsable des diff rences de dur e des cycles cellulaires observ s La mise en vidence d un c
14. Comparaisons obtenues pour la famille des g nes LH FSH TSH et HCG LH b ta HCG b ta FSH b ta TSH b ta LH b ta 100 HCG b ta 79 1 100 FSH b ta 544 54 4 100 TSH b ta 45 5 46 5 45 8 100 Matrice des identit s obtenue partir d un alignement avec discontinuit des g nes de ces hormones LH b ta HCG b ta FSH b ta TSH b ta LH b ta 100 HCG b ta 71 5 100 FSH b ta 34 1 33 3 100 TSH b ta 39 1 34 8 35 5 100 Matrice des identit s obtenue partir d un alignement avec discontinuit des s quences prot iques de ces hormones Le plus fort taux d identit est entre les g nes LH b ta et HCG b ta ou entre les hormones elles m mes On en d duit que ces deux g nes d rivent d un g ne ancestral r cent par un ph nom ne de duplication g nique les diff rences qu ils pr sentent aujourd hui s expliquent par la fixation de mutations diff rentes dans les deux cas G ne LH b ta G ne HCG b ta Fixation de mutations diff rentes ind pendamment dans chaque branche G ne de LH b ta ancestral G ne de LH b ta ancestral Duplication g nique G ne de LH b ta ancestral 159 ANAG NE La LH b ta tant pr sente chez tous les Vert br s alors que la HCG b ta n tant pr sente que chez quelques ordres de Mammif res placentaires Primates quid s on peut dater approximativement la duplicati
15. Dosages r alis s de 20 25 ans apr s arr t du traitement hormonal LH 18 34 UI 1 FSH 8 10 UI I Testost rone 30 80 ng 100 ml Test de stimulation la LH injection unique d une certaine dose de LH N du test Dose de LH inject e en UI Taux de testost rone en ng ml TOh 70 Test 1 T h 210 250 Le 24 mars 1973 T1j 430 T2j 310 TOh 50 is 500 T1j 510 Le 7 avril 1973 a T 2j 320 TOh 30 7 2 000 T1j 390 Le 21 avril 1973 i T 2j 460 TOh 50 Test 4 i 4 000 T1j 380 Le 19 mai 1973 T2j 650 184 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Test de stimulation par la GnRH Les mesures suivantes donnent le taux de LH au cours des deux heures qui suivent une injection unique de 100 microgrammes de GnRH par voie intraveineuse t 0 18 UI I t 15 min 40 UI 1 t 30 min 60 UI 1 t 2 h 20 UI I Exploitation des donn es Le ph notype est conforme au g notype il y a donc eu s cr tion et action normale des hormones impliqu es dans la diff renciation sexuelle au cours du d veloppement f tal testost rone et AMH Les organes cibles r pondent bien la testost rone puisqu un traitement par injection de cette hormone a permis le d veloppement pubertaire Les dosages hormonaux montrent un d ficit de s cr tion de testost rone et indiquent une concentration de LH sup rieure la normale La GnRH n est donc pas en cause ni le
16. G ne CDC2 chez diff rentes esp ces qui charge le fichier genescdc2 edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes du g ne CDC2 chez quelques tres vivants Levure Arabette Chou Bl Ma s Drosophile Homme X nope Rat Souris Poisson rouge Grenouille Poulet toile de mer Oursin Prot ine CDC2 chez diff rentes esp ces qui charge le fichier protCDC2 edi affichant les s quences prot iques du CDC2 correspondant aux s quences nucl iques Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein du vivant permet d atteindre G ne CDC2 pour charger le fichier cdc2 bmp affichant un texte pr sentant l importance du g ne CDC2 et pr cisant son r le Ce document apporte un argument suppl mentaire l unit du vivant en voquant des exp riences de transgen se r ussies La pr sence du g ne CDC2 chez tous ces tres vivants traduit une origine commune La comparaison deux deux des s quences nucl iques d une part et prot iques d autre part permet d tablir le tableau pr sent la page suivante 118 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Grenouille Homme Levure Ma s Oursin Poisson rouge Poulet Rat X nope Arabette BI Chou Drosophile toile de mer 2 Arabette 100 Bl 82 7 100 Chou 96 3 82 100 Drosophile 6
17. H o Terminale sp cialit Th mes fournis 1997 Premi re 51 Ajouter le th me Renommer le dossier Ajouter un dossier Il faut commencer par ajouter un dossier et lui donner un nom Ensuite on pourra ajouter un th me d tude qui recevra aussi un intitul Sur la copie d cran suivante on voit que deux noms de dossiers ont d j t enregistr s A la classe de premi re S1 on s appr te ajouter un th me Th mes d tude Fermer Les Variabilit de l information g n tique F A Origine de la variabilit de l information g n tique A Unit du vivant Premi res S L ES bg Terminale o Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylog F Stabilit et variation des g nomes et volution o Procr ation Analyse de cas cliniques A Immunologie o Terminale sp cialit H Th mes fournis 1997 M Th mes personnels easa Ajouter le th me Terminale Renommer le dossier Ajouter un dossier Es Les libell s des emes et des dois soni modio he Labor on don doser ous et des dossiers sont modifiables La suppression d un dossier n est possible que s il ne contient aucun th me La suppression d un th me s obtient en effa ant son nom dans la ligne d ditio
18. M1 I5 Null 1 Null 1 I6 M1 M1 m1 M 1 2Z I 2 M1 Null1 I 3 M1 Null1 Les deux all les pr sents chez un individu s expriment ind pendamment l un de l autre On trouve donc dans le sang en cas d h t rozygotie les deux types d alpha AT On peut donc parler de codominance ce niveau Cependant au niveau clinique on peut parler de ph notype normal dominant sur les ph notypes S Z Null 1 et Null 2 Ainsi e les personnes qui poss dent deux all les Null pr sentent les sympt mes d emphys me avant l ge de 30 ans et vivent rarement au del de 40 ans e les individus de g notype Z Z donc qui poss dent des concentrations plasmatiques variant entre 0 15 et 0 5 g l d alpha AT souffrent aussi d emphys me mais plus tardivement et leur esp rance de vie peut atteindre 60 ans e pour les individus ayant une concentration en alpha AT la limite du risque d emphys me 0 9 1 2 8 1 le risque peut tre fortement aggrav par des facteurs de l environnement comme la fum e du tabac La possession d un seul all le normal suffit pour avoir une concentration suffisante d alpha AT protectrice vis vis de l lastase 86 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Xeroderma Informations scientifiques Le ph notype x rodermique ou Xeroderma pigmentosum Au niveau clinique les sympt mes de la maladie Le Xerodema pigmentosum se traduit par des anomal
19. Remerciements Cette publication emprunte aux documentations pr c dentes des logiciels SEQAIDII et Anag ne ainsi qu aux multiples dossiers constitu s par les quipes d enseignants associ s l INRP sur les sites Internet Biog o et Biotic consultables aux adresses suivantes http www inrp fr Acces Biogeo http www inrp fr Acces biotic Y ont contribu notamment par les contacts avec les sp cialistes la synth se des informations scientifiques la s lection des s quences mol culaires la conception l exp rimentation et la suggestion de d marches p dagogiques Jacques Barr re Lyc e Paul Louis Courrier TOURS Jean Yves Dupont IA IPR ORLEANS TOURS Monique Dupuis IA IPR NANTES Jean Claude Herv IA IPR VERSAILLES Anne Florimond Lyc e Richelieu RUEIL MALMAISON Fran oise Jauzein INRP Alain Pothet Lyc e Marie Curie SCEAUX Nadia Ouahioun Lyc e Montesquieu LE PLESSIS ROBINSON Bernard Therri Lyc e Parc des Loges EVRY Vincent Thizeau Lyc e Louis Bascan RAMBOUILLET Collection Analyse de donn es simulation ANAG NE Analyse de s quences nucl iques et prot iques Version 2006 du logiciel et de la banque de donn es S lection en sciences de la vie et de la Terre consulter dans les logith ques des CRDP et CDDP et d couvrir dans la librairie sur le site du SC R N CNDP http www cndp fr COLLECTION TEXTES DE R F RENCE SVT Programmes accompagnement et
20. certains des acides amin s diff rents doivent se situer au niveau du site actif de l enzyme L enzyme O est beaucoup plus courte que les deux autres 115 a a seulement Cette mol cule prot ique ne doit donc pas pouvoir prendre une forme spatiale correcte ce qui explique son inactivit 71 ANAG NE La mise en relation des diff rences observ es au niveau des quelques all les s lectionn s ici avec les diff rences observ es au niveau prot ique permet de discuter de l effet des mutations Remarque pratique la mise en relation des diff rences observ es entre les all les avec celles observ es entre les polypeptides est facilit e si l on demande des comparaisons simples dans les deux cas la d l tion d un nucl otide G dans l all le O a pour cons quence l apparition pr coce d un codon stop et la prot ine synth tis e est donc plus courte 100 105 110 a E E e PAIN Traitement A101 adn CGTCHLHACCCCTTEGGCTEGGCTCCCATTGTCTEGGAGGGECACATTCAACATCGACATCCTCAACGAGCAGTTCAGGCTCCAGAACACCACCATTGGGETTAAC O O d a aaa mme men me 001 adn AC T G CTG CTC AT GTCTR AG CACAT CA CATCGACATC TCA CGAGCAGT CAG CTC AGA CAC AC ARG T A CT Traitement Pro 101 F N ID ILNEQFR Pro B101 SE a Mm M MLM MLM MM ST STS ST S SSE w S lection 0 8 lignes une mutation par substitution dans l all le B ne se traduit ici par aucun changement dans la s quence d acides amin s c est une mutation muette Bila
21. d identit s Graphique Tableau 100 Banque d enzymes La EE ENIES g ES Bss HII Es Cirio l S lections d enzymes 6 Enzyme de restriction de la G6PG Enzymes de restriction de la rhodopsine Enzymes de restriction de la RDS Enzymes de restriction de la phosphodiest rase 99399 Fichier des enzymes de restriction de la tyrosinase ES Eco47 III Poe EcoRI RY ES Eco FSP l e 5 fd a T z g 3 a Laa Sites 4 bases ES Sites 5 bases Cr Sites 6 bases F1 Sites 7 bases lt lt Retirer lt lt Effacer la liste Cette bo te de dialogue se pr sente comme une s rie de s lections pr tablies d enzymes de restriction utiles au traitement de certaines s quences dans le cadre d tudes de pr visions en g n tique humaine et d une banque d enzymes organis e en dossiers dans lesquels les enzymes se trouvent class es en fonction de la longueur du site de coupure qu elles reconnaissent Quand un dossier est ouvert les enzymes sont s lectionner dans la liste qui s affiche au milieu et Ajouter dans la fen tre de droite Dans cette fen tre droite avec S lection d enzymes il est possible e d ajouter de nouvelles enzymes pr sentes dans d autres dossiers e de d cocher chacune d elles en cliquant sur la coche e de retirer l enzyme s lectionn e en cliquant sur le bouton Retirer e de
22. des taux tr s bas L alpha AT prot ge donc la matrice extracellulaire de divers organes et notamment au niveau pulmonaire Les tudes pid miologiques montrent que les concentrations plasmatiques d alpha AT inf rieures 0 8 g 1 sont associ es un risque d emphys me pulmonaire En effet ces concentrations l inhibition de l lastase par l alpha AT est insuffisante L lastase d truit donc peu peu le tissu conjonctif en particulier au niveau des alv oles pulmonaires ce qui perturbe les changes gazeux et entra ne l emphys me L alpha AT exerce son action protectrice en se liant fortement de fa on quasi irr versible au site actif de l lastase Le site de liaison de l alpha AT est localis au niveau des r sidus Met382 et Ser383 La m thionine peut tre facilement oxyd e ce qui r duit fortement l affinit de l alpha AT pour l lastase Il semble que la fum e de cigarette entra ne l oxydation de la m thionine ce qui expliquerait au moins en partie l aggravation des sympt mes chez le fumeur en cas de d ficience en alpha AT Le d terminisme g n tique de l alpha AT L alpha AT est cod e par un g ne situ sur le chromosome 14 et pour lequel on conna t de tr s nombreux all les dans l esp ce humaine 75 all les dont plusieurs avec une fr quence sup rieure 1 Ce g ne est compos de sept exons et six introns et comprend 12 200 paires de bases la r gion strictement codant
23. enzyme Il faut explorer la carte de restriction en d pla ant la loupe le long de la s quence pour y d couvrir les sites de coupure La valeur du d identit s permet de rechercher des sites plus ou moins strictement identiques celui que chaque enzyme d tecte Bien d autres donn es associ es ces tableaux de r sultats et accessibles par le bouton Informations sur la ligne point e sont disponibles tant sur les sites d action que sur les fragments de s quences d ADN obtenus Comme pour les autres fen tres d information il est possible d en imprimer le contenu ou de le copier dans le presse papiers de Windows 26 PRISE EN MAIN Le graphique de ressemblance Le graphique de ressemblance appel aussi dotplot dans le domaine de la bio informatique est une repr sentation visuelle en forme de matrice de points permettant de comparer deux s quences pour d tecter les r gions ayant une forte similarit Les deux s quences sont plac es le long des axes du graphique On peut aussi comparer une s quence avec elle m me sa copie ce qui donne les r p titions internes la s quence Cr ation du graphique S quences compar es 1 Dotplot alpha adn alphadnc adn aphaadn CAAGCTTOGGGTGGACCCCGTONACT TCNAGGTGAGCGGCGGCCCGCCAGCCA S q en X sbphadne sn ARGCTTCEGGTOEGACCCGCTCARCT ICAAGCTOCTAAGCCACTECCTECTECT S q en Y 1 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 860 Nombre de pa
24. CLASSE TERMINALE S RIE S Les immunoglobulines interviennent dans la reconnaissance de l antig ne deux niveaux e cellulaire les lymphocytes B poss dent des r cepteurs membrana ires constitu s par des IgM monom riques les IgM comportent un type de cha ne lourde p qui poss de par rapport la cha ne lourde y des IgG un domaine CH4 suppl mentaire prolong par une queue polypeptidique qui permet un ancrage dans la membrane e plasmatique les lymphocytes B transform s en plasmocytes lib rent des IgG dans le plasma Les r cepteurs T des lymphocytes T Un r cepteur T est un dim re constitu d une cha ne alpha et d une cha ne b ta Chacune de ces cha nes est constitu e d un domaine constant d un r cepteur T l autre et d un domaine qui varie selon les r cepteurs T et qui est donc responsable de la sp cificit cha ne alpha cha ne b ta Vo DV R c epteur T Cak Dcp milieu extracellulaire r h membrane du lymphocyte T V partie variable C partie constante 203 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L utilisation combin e du logiciel RasTop fichiers 1F58 pdb ACY pdb 1E6J pdb 1NLD pdb et 1BD2b pdb permet de visualiser les mol cules tudi es avec Anag ne et de mener une d marche p dagogique plus compl te Bases mol culaires de la sp cificit spatiale des immunoglobulines S quences et documents Fichiers des s
25. DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S enregistrer dans la banque de s quences ou dans les th mes d tude personnels Penser reprot ger les donn es avant de poursuivre Il suffit de retourner dans Options et de cliquer sur Prot ger les donn es Ne pas lancer d alignement avec discontinuit pour un grand nombre de s quences en m me temps si la capacit de votre ordinateur est limit e Mise en vidence de n omutations origine de nouveaux all les La lecture de l arbre g n alogique de la famille confront avec le document R p tition du triplet CAG en fonction de l ge fichier courbelTt15 jpg conduit suspecter l apparition de nouveaux all les au sein de cette famille La d termination des g notypes permet de tester l id e La comparaison alignement avec discontinuit entre les all les fichier allelesFamillechoree edi d un individu des g n rations I II et III et l all le C21 permet de d terminer le g notype des individus Pour l individu IV 1 il faut utiliser comme r f rences soit l all le 21 soit l all le 50 NB Le choix de ces all les de r f rence n a aucune signification biologique Compte tenu de l algorithme d alignement les all les C21 et C50 sont ceux qui visualisent le mieux l expansion de chacun des all les des individus de la famille All les des individus Nombre de r p titions du triplet All le du g ne IT15
26. HLA de l organisme double sp cificit Les immunoglobulines La mol cule d immunoglobuline est tr s volumineuse 1 336 acides amin s c est un dim re dont chaque monom re est constitu d une cha ne lourde H de 440 450 acides amin s environ et d une cha ne l g re L de 200 220 acides amin s environ Ces cha nes sont organis es en domaines constitu s chacun de 110 120 acides amin s Chaque cha ne lourde comporte quatre domaines globulaires r unis par des petits segments de liaison trois domaines constants CH pour toutes les immunoglobulines et un domaine variable VH d une immunoglobuline l autre Chaque cha ne l g re est constitu e d un domaine constant CL et d un domaine variable VL Des ponts disulfures solidarisent l ensemble de la mol cule La mol cule d immunoglobuline a t cristallis e en deux morceaux les deux fragments Fab Fragment Antigen Binding d une part le fragment Fc Fragment Cristallisable d autre part Elle poss de une certaine flexibilit entre les fragments Fab et Fc ce qui permet l cartement entre les deux sites de fixation antig nique en fonction de l encombrement de l antig ne Chaque mol cule d immunoglobuline poss de deux sites de fixation antig nique identiques aux extr mit s des deux fragments Fab Le document ci dessous pr sente l organisation d une mol cule d IgG Fab ce 202 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES
27. La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 8 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour le g ne des r cepteurs AMH Une mutation par substitution dans le codon 172 a entra n la modification de ce codon CGA gt TGA et donc l apparition pr coce d un codon stop La prot ine synth tis e est donc beaucoup plus courte que la prot ine normale 171 acides amin s au lieu de 573 i Comparaison simple Remarques La d ficience des r cepteurs AMH explique que malgr une production d AMH normale ce gar on pr sente un ut rus et une trompe dus l absence de r gression des canaux de M ller durant le d veloppement f tal 199 ANAG NE Cas n 9 testicule f minisant S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 9 Femm
28. SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S SP CIALIT sv ss1sse1ss10s10sstss0co00s01s 211 Des d buts de la g n tique aux enjeux actuels des biotechnologies Diagnosctic g n tique 211 AIDINASNAE n5rrnrceune dent et e E perce R ETE becs et be eds rbenn E E E ORT EE 211 BIBLIOGRAPHIE ensseneseneenenenenenenenenenenenenennsnneeneenseenneeneeneeneeneeneeneeneensesnennesseneeseeesenseeneen ee 219 INSTALLATION ET D SINSTALLATION essentiels 221 Installation d Anag ne Sien inniinn eenaa een NEEE EEEE EEEE AEE AE EE EEE AES EE 221 Installation directe partir du c d rom ss 221 Installation partir d une ressource en r seau ss 222 Lancement d A ndg ne nrn E EE EE EEEa EEE eR E EE REESE 222 D sinstallatioM ER ae EEE EEEE TE a TE RETIENS EU DRE 223 PR SENTATION Anag ne est un logiciel d analyse de s quences nucl iques et prot iques qui propose quelques uns des traitements pr sents dans les logiciels e Seqaid II D D Rhoads et DJ Rouffa universit du Kansas 1987 1989 1992 pour MS DOS qui comporte une gamme de traitements simples pour l dition et l analyse de s quences nucl iques et prot iques e Clustalw D Higgins European Molecular Biology Laboratory EMBL version 1 8 1998 pour MS DOS qui est sp cialis dans l alignement multiple de s quences e _ Antheprot G Del age Institut de biologie et de chimie des prot ines Lyon 1995 2002 qui contient une
29. Universalit et variabilit de l information g n tique Parent et diversit des organismes Des ph notypes diff rents niveaux d organisation du vivant Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Stabilit et variabilit des g nomes et volution Procr ation Immunologie Des d buts de la g n tique aux enjeux actuels des biotechnologies CNDP Service national des productions imprim es et num riques MAURICE BOUYSSOU professeur de sciences naturelles INRP quipe de recherche technologique ducation ACCES NAOUM SALAM ing nieur de recherche JEAN CLAUDE HERV IA IPR de sciences de la vie et de la Terre MONIQUE DUPUIS IA IPR de sciences de la vie et de la Terre CNDP Service national des productions imprim es et num riques RIK BOUCHER DE CR VECOEUR ing nieur en informatique et biologie MONIQUE BLAVIN JEAN JACQUES QUOY BERTRAND GUYONNET MA T DEFAYSSE YVAN VINCENT bio informaticiens JEAN CLAUDE LE HIR professeur de sciences naturelles et formateur acad mique ALEXANDRE SKIADA l ve stagiaire au CNDP MAURICE BOUYSSOU professeur de sciences naturelles et d option informatique coordinateur des collections hors ligne au CNDP SnPIN Configuration minimale Compatible PC Pentium 32 Mo de RAM carte vid o milliers de couleurs Windows 98 et suivants 40 Mo requis pour l installation compl te SOMMAIRE PR SENTATIONS nano
30. anomalie de pigmentation est donc due une autre origine mutation dans un autre g ne que celui de la tyrosinase exemple mutation dans le g ne OCA2 codant pour la prot ine P Ce type d albinisme est le plus courant et le plus variable Il est moins s v re que l albinisme OCA1 et l hypopigmentation cutan e peut varier selon l origine ethnique et l h t rozygotie de l individu Les individus atteints de cet albinisme ont les cheveux l g rement pigment s la naissance une peau blanche des yeux bleus et une pigmentation de la peau qui augmente A avec l ge Les deux types d albinisme peuvent tre distingu s par le test du bulbe pileux ce test consiste incuber des bulbes pileux pr lev s chez un individu albinos dans une solution de tyrosine pendant vingt quatre heures 37 C Si la pigmentation redevient normale synth se de m lanine on conclut un albinisme de type OCA1 sinon il s agit d un albinisme de type OCA2 77 ANAG NE Les all les du g ne de la tyrosinase La tyrosinase r sulte de l expression d un g ne situ sur le chromosome 11 Le s quen age du g ne a montr que ce g ne est tr s polymorphe Le tableau ci dessous pr sente quelques unes des mutations l origine de ces all les S quence nucl ique Polypeptide Nature et position a Nature et position R ni Nature et position 2 sip f All le de
31. appartenant la zone de contr le de la r plication de cet ADN pr sentent une grande variabilit ce sont les r gions hypervariables 1 et 2 Ce sont des fragments de ces r gions hypervariables qui ont t recherch s chez les neandertaliens Objectifs de l tude de l ADN mitochondrial fossile Les recherches sur l ADN mitochondrial des neandertaliens ont pour principal objectif de d terminer si ces Hominin s ont pu contribuer au pool g n tique des populations de Homo sapiens Cette question s ins re dans le probl me plus g n ral de l origine des Hommes modernes Au cours des ann es 1980 deux hypoth ses extr mes se sont oppos es Selon l hypoth se multir gionale dite encore du cand labre des populations d Homo erectus d origine africaine se sont r pandues travers le monde et ont graduellement et ind pendamment volu pour donner d abord des Homo Sapiens archa ques puis des Hommes modernes Selon cette hypoth se les Hommes de Neandertal seraient issus d Homo Sapiens archa ques europ ens les pr neandertaliens et 132 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S seraient l origine des Homo sapiens europ ens et du Proche Orient Selon la seconde hypoth se dite de l arche de No tous les Homos sapiens actuels auraient pour origine une population initiale du proche orient ou d thiopie qui aurait migr ensuite dans tout le monde Cette population r sulterait d un processus de sp cia
32. b ta et de HCG b ta Plusieurs arguments permettent de dire que ces g nes forment une famille multig nique e ces quatre g nes pr sentent la m me structure globale trois exons et deux introns e ces quatre g nes et les prot ines pour lesquelles ils codent pr sentent des similitudes de s quences assez importantes e au niveau prot ique on peut constater la pr sence de douze r sidus cyst ine des sites identiques pour les quatre hormones Or ces r sidus en permettant la formation des ponts disulfures jouent un r le essentiel dans la stabilisation de la structure tridimensionnelle de ces cha nes et donc de leurs propri t s On peut donc consid rer que les similitudes constat es au niveau prot ique et nucl ique traduisent une origine commune pour toutes ces hormones et les g nes qui les codent Ces g nes sont issus d un m me g ne ancestral et ils sont apparus par duplications g niques suivies de mutations ind pendantes La duplication la plus r cente est celle qui est l origine des g nes LH b ta et HCG b ta Ce qu il est important de noter ici c est que la divergence des copies dupliqu es a conduit des g nes codant pour des polypeptides ayant des fonctions diff rentes Tous les Vert br s poss dent le g ne de LH b ta mais seuls les Mammif res placentaires notamment les Primates et les quid s poss dent le g ne de HCG b ta On peut donc penser que le g ne HCG b ta provient d un
33. br s Autrement dit l anc tre commun l Homme et la Drosophile avait un g ne l origine du Dfd de la Drosophile et du B4 de l Homme En outre il poss dait un g ne l origine du g ne HoxB7 et du g ne Ubx plus forte similitude entre Ubx et B7 qu entre HoxB4 et HoxB7 Le m me raisonnement peut tre tenu pour les g nes HoxB1 HoxB9 AbdB et Lab 164 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Des comparaisons du m me type entre les g nes hom otiques des Vert br s et de la Drosophile ont conduit proposer le sch ma volutif suivant B Acrobat Reader G nes hom otiques cours_30 mai 0 pdf B ejaj xi TAi Edition Document Outils Affichage Fen tre l ixi SRAS E Nr H NATE onana Abd B abd A Ubx Antp Scr Dfd pbhlab post rieure Tt ant rieur Ancestral HOM C 13 12 11 10 M elisi M 25398 16035mm OIH M 2 Ce sch ma indique que l anc tre commun aux Vert br s et aux Insectes poss dait un complexe hom otique form de six g nes eux m mes r sultant de duplications ant rieures Ces six g nes sont l origine des complexes Hom de la Drosophile et Hox des Vert br s L Amphioxus est un Cord qui ne poss de qu un seul complexe Hox Les deux duplications l origine des quatre complexes existant chez tous les Vert br s ont donc eu lieu dans la lign e des Cord s aboutissant l anc tre commun tous les Vert br s Il est possible de faire travailler les
34. celui d Alain et de Suzette est DHPRMutl1 DHPRMutl All les DHPR qui charge le fichier Poly DHPR edi affichant les s quences strictement codantes de quatre all les du g ne de la DHPR l all le DHPNorm code pour une enzyme DHPR fonctionnelle les all les DHPRMuti DHPRMut2 et DHPRMut3 codent pour des enzymes DHPR non fonctionnelles R f rences DHPR Pro qui charge le fichier protDHPR edi affichant les s quences prot iques des enzymes DHPR Norm fonctionnelles DHPRMut1 DHPRMut2 et DHPRMut3 non fonctionnelles Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet d acc der par Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 2 aux fichiers Fam2Phenyl bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 2 avec indication des ph notypes Dans cette famille le ph notype ph nylc tonurique des individus malades est d l all le DHPRMut2 du g ne de la DHPR tous les individus de cette famille poss dent un ph notype PheNorm Phenorm ou PheNorm PheMut95 BH4 bmp qui affiche un texte de pr sentation du BH4 et de son importance et r actions de recyclage et de synth se L tude de cette famille permet de d couvrir un aspect de la complexit des relations g notype ph notype un ph notype peut d pendre de l expression de plusieurs g nes Il s agit de mettre l l ve en situa
35. certain que les premi res populations humaines taient polymorphes pour les g nes du syst me HLA R sultats obtenus par l exploitation des s quences nucl iques fournies Diff rence par rapport l all le de r f rence M 1 Diff rence entre la prot ine All le TEF cod e par M 1 et la prot ine Nucl otide Codon cod e par cet all le M1 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG A gt V 374 G gt A Codon 125 CGT gt CAT R gt H M2 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG A gt V 1200 A gt C Codon 400 GAA gt GAC E gt D 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG A gt V ds 1200 A gt C Codon 400 GAA gt GAC E gt D 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG A gt V 3 863 A gt T Codon 288 GAA gt GTA E gt V Z 1096 G gt A Codon 366 GAG gt AAG E gt K Null 1 552 d l tion de C Codon 184 TAC gt TAG o a nu Null 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG si rune Aux 721 ADT Codon 241 AAG gt TAG Aa Tableau de comparaison des all les de l alpha AT et des prot ines correspondantes lle M2 A ll le M3 l l 5 l l Null 2 All le Mi Al le Mi l le Z Alle Null 1 Mut 125 Mut 2t Mut 288 IIu 400 mi aS Mut 237 AE M1 Les pointill s indiquent que le moment et l ordre d apparition des mutations au cours du temps ne sont pas connus Filiation des all les de l alpha AT Les num ros des mutations se rapportent aux codons et non aux nucl otides 137 ANAG NE I
36. diaire form AIR est de teinte rose en milieu a robie C est son accumulation dans une cellule de Levure qui conf re celle ci une couleur l g rement rose la couleur rouge de la colonie est due un effet de masse NB L ad nine constituant fondamental de l ATP des ARN et de l ADN est indispensable pour la croissance des Levures et donc la formation de colonies Si le milieu est tr s riche en ad nine la cha ne de biosynth se est r prim e Dans ce cas les Levures mutantes ont le m me ph notype que les Levures sauvages donc blanc cr me Si le milieu contient de l ad nine en quantit mod r e c est le cas dans la plupart des milieux standard de culture des Levures la formation de colonies de Levures mutantes est possible sans que la cha ne de biosynth se de l ad nine soit r prim e En cons quence les Levures mutantes croissent se multiplient tout en accumulant le produit interm diaire d o la couleur rouge Cette observation pourrait ventuellement tre utilis e en classe de premi re comme support pour d gager l id e que le ph notype d pend de l interaction du g notype et de l environnement Les all les du g ne ADE2 Le g ne ADE2 code pour une enzyme qui transforme le produit interm diaire color AIR en un compos CAIR non color Le blocage de cette tape est d une mutation dans le g ne ADE2 Les s quences de l all le sauvage et d all les mut s du g ne ADE2 ont t tabl
37. e ce qui a contribu avec l apparition d autres mutations l obtention d une prot ine aux fonctionnalit s nouvelles e alignement multiple des s quences prot iques des hormones LH FSH HCG et TSH permet de rep rer l existence de sites identiques remarquables en particulier les cyst ines Or ces r sidus en permettant la formation de ponts disulfures jouent un r le essentiel dans la stabilisation de la structure tridimensionnelle de la prot ine et donc dans ses propri t s On peut alors discuter du fait que ces sites soient tr s conserv s d une hormone l autre une mutation leur niveau doit arriver aussi fr quemment qu ailleurs dans la mol cule mais ne se fixe pas car elle entra ne une non fonctionnalit de la prot ine donc nuit la survie de l individu porteur qui ne peut alors pas la transmettre S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques permet d atteindre G nes GH HPRL et HLP pour acc der Nucl iques qui charge le fichier genes familleGH edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes du codon d initiation au codon stop des g nes de GH hormone de croissance produite par l ant hypophyse HPRL hormone prolactine produite par l ant hypophyse HLP hormone lactog ne placentaire produite par l
38. e plus proche de celle de l Homme de Feldhofer Ces donn es n apportent aucun argument en faveur de l hypoth se suivant laquelle les neandertaliens auraient contribu au pool g n tique des Europ ens par suite de m tissage avec les Hommes de Cro Magnon en r alit le m tissage entre femmes neandertaliennes et Hommes de Cro Magnon puisque l ADN mitochondrial se transmet uniquement par les femmes Trois autres s quences de la r gion hypervariable 1 ont par la suite t d termin es partir de fossiles neandertaliens d ges diff rents et appartenant des r gions de l Europe tr s loign es les unes des autres Allemagne Caucase Croatie Elles ont enti rement confirm les indications fournies par la premi re s quence De plus quand on tablit un arbre phylog n tique partir de ces s quences et de celles des Hommes actuels on constate que les s quences des neandertaliens se groupent entre elles les neandertaliens paraissent avoir un anc tre commun qui n est pas celui des Hommes modernes Le nombre moyen de diff rences entre ces s quences neandertaliennes appartenant des individus ayant v cu dans des r gions europ ennes loign es et des moments diff rents 40 000 29 000 ans est du m me ordre que celles constat es entre les s quences des Hommes actuels Si tout cela ne plaide pas en faveur du m tissage entre neandertaliens et Hommes de Cro Magnon on ne peut pas carter l hypoth se qu il a eu l
39. et 5 de la l sion incisant ainsi un fragment de 27 29 nucl otides Elles clivent sp cifiquement la mol cule d ADN au niveau o les deux brins se d solidarisent Plusieurs prot ines sont impliqu es et interviennent notamment dans le recrutement des ADN polym rases qui vont combler la br che Resynth se puis ligation e Chez les individus atteints de Xeroderma pigmentosum une des premi res tapes de cette r paration est d ficiente Au moins huit g nes seraient impliqu s dans cette maladie Relation g notype ph notype environnement La seule solution th rapeutique reste la pr vention il s agit de maintenir le malade l abri de toute lumi re solaire Les sujets atteints qui sortent dehors le jour doivent porter des v tements manches longues des pantalons longs un chapeau larges bords et des lunettes de soleil le visage et les mains doivent tre prot g s par une cr me sp ciale base d oxyde de zinc ou d oxyde de titane les textiles utilis s ne doivent pas laisser passer la lumi re l int rieur durant la journ e ils doivent se tenir loin des fen tres et la lumi re artificielle doit tre mise par des lampes munies de filtres Les tumeurs sont enlev es au fur et mesure de leur apparition et on utilise des compos s r tino des pour emp cher leur progression Des autogreffes de peau pr lev e dans les parties non expos es au soleil sont galemen
40. lanocytes cellules pidermiques Cette synth se s effectue dans les m lanocytes au sein d organites appel s m lanosomes qui migrent dans la cellule puis sont transf r s aux k ratinocytes Les k ratinocytes ne font donc que stocker les m lanines et les liminer lors de leur desquamation La coloration de la peau r sulte donc d une succession d tapes synth se de m lanine dans les m lanosomes transport des m lanosomes vers la p riph rie des m lanocytes passage dans les k ratinocytes La synth se de m lanine Elle n cessite toute une cha ne de biosynth se dont la mati re premi re initiale est la tyrosine TYROSMASE HO D r HO N COOH HO COOH o N COOH H H H Tyrosine Dopa Dopaquinone ho Cysteine HO N COOH Leucodopachrome o so e coo H HO Ph Dopachrome HC CO0H cu DOFACHACME no N coou i 2 TAUTOMERASE CO3 H2 s s i i HO HO HO La G ir t s Ko coon HO N 00H HO N NH H2 H H S 6 Dihydroxyindole 5 5 Cysteinyldopa 2 S Cysteinytdopa 2 carhoxylic acid S 6 Dihydroxyindole P A Benzothiazine intermediates Quinones Pheomelanins Eumelanins Biosynth se de la m lanine La tyrosinase est une enzyme cruciale de la cha ne de biosynth se de la m lanine car elle catalyse quatre r actions l hydroxylation de la tyrosine en DOPA l oxydation de la DOPA en dopaquinone et les deux r actions aboutissant aux quinones La quantit de cette enzyme est sensible
41. les du g ne p53 pr sents dans les cellules de chacun des membres de la famille 2 Si l individu est atteint d un cancer les s quences sont fournies pour les cellules normales et pour les cellules canc reuses Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Origine de la variabilit de l information g n tique permet d atteindre Mutations somatiques et mutations germinales pour charger les fichiers famille2 bmp dans l arbre g n alogique trois individus sont atteints d un cancer du foie Il s agit ici d une mutation somatique Sa fr quence lev e s explique par l influence d un facteur de l environnement l aflatoxine aflatoxine bmp texte mettant en relation un facteur de l environnement l aflatoxine avec le ph notype cancer du foie Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies La comparaison des all les pr sents dans la cellule normale et de ceux pr sents dans la cellule canc reuse permet de d terminer l origine du cancer On arrive ainsi aux r sultats et conclusions suivantes e Dans cette famille 2 un individu est touch chaque g n ration 11 I1 I1 Seules les cellules canc reuses de ces personnes poss dent un all le mut et un all le normal leurs cellules normales poss dent deux all les normaux On a donc affaire des mutations somatiques 750 760 1 apa pa papa raitement 4 1 cc
42. nes diff rents L utilisation du fichier igg variables chaines legeres edi permet une analyse plus fine des r gions variables des cha nes l g res et la reconnaissance de zones peu variables et d autres tr s variables hypervariables Il en est de m me de la comparaison des cha nes lourdes fichier igg variables chaine lourde edi Cela conduit affiner encore plus la sch matisation de la mol cule d anticorps en y localisant les zones hypervariables Cette sch matisation permet de r fl chir sur l origine de la sp cificit des anticorps et d mettre l hypoth se qu elle est d pendante des zones hypervariables Ces zones hypervariables peuvent aussi tre mises en vidence avec les anticorps anti VIH de Souris 208 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Bases mol culaires de la sp cificit spatiale des r cepteurs T S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Immunologie R cepteur des lymphocytes T permet d atteindre Structure TCR pour charger le fichier tcr seq edi affichant les s quences prot iques des cha nes alpha et b ta de 3 r cepteurs T diff rents 1A07 1BD2 1J8H reconnaissant des peptides viraux diff rents pas forc ment du VIH Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Immunologie permet d atteindre R cepteur des lymphocytes T pour charger le fichier recepteurT bmp affichant la visualis
43. nes peuvent tre impliqu s dans la r alisation d un ph notype Les tapes de la d marche suivie peuvent tre les suivantes e d termination du g notype des membres de cette famille pour le g ne de la tyrosinase e mise en relation g notype ph notype qui doit aboutir une incoh rence pour l individu 113 si l on tient compte du fait que tous les all les mut s du g ne de la tyrosinase sont r cessifs sur l all le normal En effet cet individu est de g notype tyrcod1 tyrcod2 et est malade e formulation d hypoth ses pour expliquer le cas de l individu 1B implication d un autre g ne e prise en compte d informations nouvelles des renseignements sur le r le de la prot ine P qui am nent pr ciser les hypoth ses pr c dentes l individu 113 serait porteur de mutations dans le g ne OCA2 e d termination du g notype de l individu IB et des autres membres de la famille pour le g ne OCA2 Conclusion L individu I3 est albinos car il est porteur d une mutation du g ne OCA2 il ne peut donc produire une prot ine P fonctionnelle ce qui explique que la tyrosinase bien que parfaitement normale ne puisse tre active et qu il n y ait donc pas de pigmentation de la peau Pour le g ne de la tyrosinase I1 MI et IIS sont tyrcod2 tyralb A4 I2 et I sont tyrcod2 tyralb A3 I3 et n Il4 sont tyrcod1 tyrcod1 14 I3 et II5 sont tyrcod1 tyrcod2 II2 est tyralb A4 tyralb A
44. otides dans la s quence codante du g ne de la FSH entra ne un changement important de la s quence d acides amin s partir du n 79 Cela entra ne l apparition pr coce d un codon stop codon n 105 et donc la synth se d une prot ine plus courte de 104 acides amin s au lieu de 129 Remarques Le taux de testost rone se situe dans la norme basse ce qui laisse penser que la FSH aurait aussi un r le sur les cellules de Leydig Le taux lev de LH s explique par la faiblesse du r trocontr le n gatif de la testost rone assez basse 191 ANAG NE Cas n 5 hypogonadisme chez une jeune fille S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur l AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 5 Femme non pub re puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas5 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le ca
45. par cons quent la cellule manque tr s rapidement de BHA4 donc l enzyme PAH ne peut remplir son r le correctement 67 ANAG NE tude de la famille 3 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet gr ce au d veloppement de l arborescence Ph nylc tonuries PAH DHPR d acc der R f rences PAH ADN qui charge le fichier RefPAH ADN edi affichant des s quences strictement codantes de trois all les de la PAH all le PheNorm codant pour une enzyme PAH fonctionnelle all les Mut95 et Mut111 codant pour des enzymes PAH non fonctionnelles Ces all les ont t choisis car ce sont ceux qui sont pr sents dans les familles tudi es G notypes famille3 PAH qui charge le fichier AlIFam3PAH edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la PAH des individus 7 8 et 10 de la famille 3 Le g notype de chacun de ces individus est PheMut111 PheMut111 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet d acc der par Influence de l environnement Famille 3 aux fichiers Fam3Phenyl bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 1 avec indication des ph notypes Dans cette famille trois individus malades ont le m me g notyp
46. partir de divers exemples de familles multig niques celle des opsines chez les Primates l origine de la possibilit de vision des couleurs celle des hormones hypophysaires LH FSH TSH et placentaire HCG celle des hormones hypophysaires Gh hormone de croissance HPRL prolactine et HLP hormone lactog ne placentaire e Enfin un des exemples les plus remarquables associant innovations g n tiques et s lection naturelle est celui de l acquisition de la r sistance aux insecticides par les Moustiques Sans traiter compl tement le probl me on y voit comment des duplications de g nes codant pour les est rases enzymes capables de d grader les insecticides organophosphor s arrivent se r pandre dans les r gions o l pandage de ces insecticides a t important de sorte qu une grande partie de la population de Moustiques est devenue r sistante 113 ANAG NE 3 Pour la partie Procr ation les documents fournis sont relatifs des cas cliniques d infertilit due des all les mut s de g nes intervenant soit dans la diff renciation sexuelle au cours de la vie embryonnaire ou f tale soit dans la commande hormonale de l appareil g nital la pubert Les donn es morphologiques anatomiques et les tests biologiques doivent permettre de faire des hypoth ses sur le g ne en cause dans les diff rents cas cliniques Les s quences des all les des diff rents g nes pr sents chez l individu compar
47. personnalis s PRISE EN MAIN LES DONN ES PERSONNELLES DE L UTILISATEUR Anag ne est un logiciel ouvert qui permet d int grer par le biais de menus personnalis s les s quences cr es ou charg es par l utilisateur les documents textuels ou iconographiques dont il dispose ainsi que les nouveaux th mes d tude qu il peut souhaiter concevoir pour le public auquel il s adresse Anag ne constitue ainsi un outil de travail d autant plus performant que des programmes compl mentaires peuvent lui tre associ s CNDP INRP Anag ne olx Fichier Edition Tater Options Fen tre Aide KFE amp Affichage des s quences _ of xj 1 10 20 30 40 50 60 ANN Ke EE EAR KOROA MAAE E CE CEE A OEA A TS AACN RON IPC EE E E WAC O L JCATARAAGTCAGGGCAGAGCCATCTATTGCTTACATTTGCTTCTGACACAACTGTGTTCACTAGCAACC r O JATGGTGCACCTGACTCCTGTGGAGAAGTCTGCCETTACTGCCCTETEGGGCAAGGTGAACGTEGATGAA r 0 MetvalHisLeuThrProGluGluLysSerAlaValThrAlaLeuTrpGlyLysValAsnValAspGlu aA e e baa mim 3 E Circulation capillaire sang normal et dr p iof x Observation microscopique de sang dr e calc exe La m thode consiste choisir dans l espace de travail les l ments qui viendront enrichir les banques de donn es personnelles Ces l ments peuvent tre de diff rents types s quences isol es fen tre de s quences r sultat d un traitement fen tres avec les r sultats de plusieurs traitements documents textue
48. quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Immunologie IgG IgG anti VIH permet d atteindre 4 IgG anti ViH qui charge le fichier iggvih edi affichant les s quences prot iques des quatre cha nes lourdes et l g res des fragments FAB de 4 IgG diff rentes contre des antig nes du VIH Ces anticorps sont des immunoglobulines de Souris obtenues la suite d une immunisation avec des antig nes VIH On ne peut pas les comparer avec les s quences des autres fichiers qui sont celles d immunoglobulines humaines En revanche avec le logiciel RasTop par exemple on peut visualiser la structure tridimensionnelle de ces immunoglobulines ACY IgG contre un pitope de l antig ne gp120 prot ine de l enveloppe virale qui se lie au r cepteur CD4 des cellules cibles du VIH cette prot ine est cod e par le g ne env du virus 1F58 IgG contre un autre pitope de l antig ne gp120 1E6J IgG contre un pitope de l antig ne p24 prot ine formant la couche prot ique interne du core du virus VIH cette prot ine est cod e par le g ne gag du virus INLD IgG contre un pitope de l antig ne gp41 prot ine de l enveloppe virale associ e la prot ine gp120 et n cessaire la fusion de cette enveloppe avec la membrane des cellules parasit es cette prot ine est cod e par le g ne env du virus Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Immunologie IgG IgG anti VIH permet de
49. quences nucl iques en s quences peptidiques et comparer ces derni res entre elles La conversion de s quences Cette fonction peut tre appliqu e sur les s quences nucl iques ou peptidiques et simultan ment sur plusieurs s quences si elles sont de m me nature Si les s quences s lectionn es appartiennent de l ADN ou de l ARN une bo te de dialogue sp cifique propose de cocher les conversions souhait es et la fen tre de destination Pour une conversion en s quence peptidique la traduction simple est propos e par d faut mais on peut faire un autre choix Il est important de noter qu il ne s agit pas de traduction biologique dans la mesure o cette conversion s effectue du premier triplet jusqu au premier codon Stop rencontr en respectant le code g n tique mais sans tenir compte de la pr sence d un codon d initiation Pour que la traduction commence effectivement au codon initiation choisir alors Traduction au premier ATG Options de conversion d une s quence nucl ique r S quence s afficher Brin non transcrit de l ADN Brin transcrit de l ADN amp nnuler ARN messager Placer le r sultat F dans la fen tre Affichage dition traduction simple traduction au premier ATG traduction des phases ouvertes Position des phases ouvertes de lecture L option Traduction des phases ouvertes assure les conversions correspondantes d une s quence du premi
50. quences prot iques des globines humaines alpha 1 alpha 2 b ta gamma A gamma G z ta delta epsilon th ta myoglobine Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes des globines permet d atteindre Pr sentation des globines humaines qui charge le fichier globineshumaines bmp affichant un petit texte pr cisant l existence de plusieurs globines humaines accompagn d un graphique exprimant en pourcentage la synth se de ces diff rentes globines en fonction de l ge Peut servir poser le probl me de l existence de plusieurs globines humaines ayant le m me r le et qui sont produites diff rents moments de la vie de l tre humain Localisation chromosomique qui charge le fichier chrombetaglob jpg affichant un sch ma de localisation des g nes de globines humaines y compris les pseudog nes sur les chromosomes 11 g nes du groupe b ta et 16 g nes du groupe alpha Ce document peut tre important pour bien faire comprendre qu il s agit de g nes diff rents et non d all les d un m me g ne L existence de deux familles de g nes localis es sur deux chromosomes diff rents peut aussi sugg rer une parent plus grande entre les g nes du groupe b ta ou entre les g nes du groupe alpha qu entre les g nes de deux groupes diff rents Utilis apr s avoir pos la notion de dupl
51. r sultat de la comparaison la s quence de r f rence L alignement avec discontinuit s n cessite des temps de calcul d autant plus importants que les s quences sont nombreuses longues et diff rentes Il convient d explorer les s quences avec la barre de d filement horizontal pour d couvrir les r gions plus ou moins semblables B Comparaison avec alignement OI X 230 240 250 260 270 280 290 300 al HHKHHKHHHEHEEREHEEREHEEREREEEEREREEX EEEE EEEE EEE EEEE EEE EEEE EEEE EEEE EEEE EEEE GGTGCTGACACCGTGGAAGGATGTCCTCGTGGTGACCCCTTGGCTGGCTCCCATTGTCTGGGAGGGCACATTCAACATCGA Remarque si l on souhaite pour une comparaison changer de s quence de r f rence il suffit avec les fl ches situ es en haut et en bas des boutons de s lection de la fen tre d affichage des s quences de remonter ou de descendre la s quence point e et s lectionn e On a int r t bien choisir l ordre des s quences en fonction du degr de ressemblance entre elles Si la comparaison porte sur trois s quences et que deux d entre elles sont semblables leur ressemblance sera plus vidente si l une des deux sert de r f rence 24 PRISE EN MAIN L action enzymatique L analyse avec des enzymes de restriction s applique aux s quences d ADN s lectionn es au pr alable dans la fen tre d affichage dition Le choix des enzymes s effectue dans la bo te de dialogue suivante Options de l action enzymatique r Repr sentations
52. sent dans la nourriture de ces populations qui est responsable de ces cancers On peut ainsi illustrer l id e qu un facteur de l environnement peut influencer un ph notype 43 ANAG NE Unit du vivant Division cellulaire chez les tres vivants et g ne cdc2 Les caract ristiques communes tous les tres vivants pr c demment tudi s g n ralit de la structure cellulaire information g n tique cod e dans des mol cules d ADN de m me structure permettent d voquer leur origine commune La recherche de g nes partag s par les organismes peut renforcer cette id e Dans cette optique le g ne CDC2 envisag pr c demment est int ressant car des g nes homologues sont pr sents chez tous les Eucaryotes S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque des th mes d tude le d veloppement de l arborescence Unit du vivant permet d atteindre Division cellulaire chez plusieurs Eucaryotes G ne CDC2 pour charger le fichier evol cdc2 adn edi affichant des all les du g ne CDC2 chez plusieurs tres vivants Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Unit du vivant permet d atteindre Division cellulaire chez plusieurs Eucaryotes G ne CDC2 pour charger deux fichiers transgeneseSP jpg exp rience de transgen se et Division SP bmp Levure SP en division Pistes d exploitation p dagogique L tude du document Exp rience de transge
53. tonnets Les c nes sont responsables de la vision des couleurs les b tonnets ne permettent pas la vision des couleurs mais sont tr s sensibles la lumi re et permettent une vision en tr s faible clairement La vision des couleurs est li e l existence dans la r tine de trois types cellulaires les c nes qui sont des photor cepteurs synth tisant trois pigments diff rents des opsines qui pr sentent des niveaux d absorption diff rents dans le rouge opsine rouge ou L le vert opsine verte ou M ou le bleu opsine bleue ou S Avec un seul des pigments on ne voit pas les couleurs la pr sence des trois pigments permet une vision trichromatique Les pigments des cellules photor ceptrices Toutes ces cellules contiennent un pigment de nature essentiellement prot ique excitable par des photons Ce pigment varie selon le type de cellules photor ceptrices e les b tonnets synth tisent un pigment appel rhodopsine constitu e d une opsine et d un groupement prosth tique le 11 cis r tinal li la lysine 216 de la prot ine dont le pr curseur est le all trans r tinol ou vitamine A Un d ficit alimentaire en vitamine A conduit ainsi l h m ralopie ou c cit nocturne La rhodopsine pr sente une bande d absorption large dans la r gion visible du spectre avec un pic 500 nm e les c nes synth tisent un pigment appel opsine il existe trois types de c nes en fonction du pigment qu ils synth tisen
54. vivant On se limite volontairement l exploitation des donn es concernant un seul g ne hom otique Hox B6 chez les Vert br s et son homologue Antp chez la Drosophile ne sont fournies ici que les s quences des hom obo tes En relation avec les dissections r alis es et la d couverte de la notion de plan d organisation l exploitation des documents fournis permettra de pr ciser le d terminisme de la mise en place de ces plans d organisation et de mettre en vidence des ressemblances entre diff rents groupes donc une unit du vivant e la description des ph notypes de mutants hom otiques phenotypeshomeo jpg permet de comprendre l action des g nes hom otiques Ces mutations entra nent la formation d un organe parfaitement constitu mais pas au bon endroit Les g nes hom otiques sont donc des g nes qui vont intervenir au cours du d veloppement embryonnaire pour permettre la mise en place des diff rents organes Ils sont responsables de l dification du plan d organisation de l organisme e la disposition des g nes sur les chromosomes chromosomeshomeo jpg permet de faire plusieurs constats o la disposition des g nes sur les chromosomes correspond la disposition des r gions d expression de ces g nes dans l organisme o ily a une correspondance qui a pu tre tablie entre les g nes de la Drosophile et les g nes de la Souris ces correspondances sont indiqu es par les couleurs e les exp riences de tra
55. 1 572 chez l all le RORa Norm La mutation consiste donc en une grosse d l tion de toute une s quence de 120 nucl otides Cet all le mut code donc pour une prot ine RORa tronqu e donc non fonctionnelle Cette prot ine tant indispensable la mise en place et l organisation du cortex c rebelleux et surtout au bon d veloppement des cellules de Purkinje cellules jouant un r le fondamental dans le cervelet le cervelet de ces mutants sera d sorganis Cet organe ayant un r le important dans le maintien de la posture et le contr le des mouvements les Souris mutantes staggerer auront donc des mouvements d sordonn s et pr senteront une ataxie importante S D terminisme g n tique chez le mutant reeler L all le reeler diff re beaucoup de l all le reelin normal il est beaucoup plus court Cet all le code donc pour une prot ine reelin tronqu e donc non fonctionnelle Cette prot ine tant indispensable la bonne disposition des cellules lors du d veloppement du cervelet le cervelet de ces mutants sera d sorganis Cet organe ayant un r le important dans le maintien de la posture et le contr le des mouvements les Souris mutantes staggerer auront donc des mouvements d sordonn s et pr senteront une ataxie importante Un m me ph notype clinique peut correspondre plusieurs g notypes Les Souris mutantes staggerer et reeler pr sentent pratiquement les m mes sympt mes ataxie s v re et ont toute
56. 185 ANAG NE Cas n 2 hypogonadisme chez deux filles S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 2 Femme non pub re puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas2 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 2 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 2 Femme non pub re puis Dosages cas 2 qui charge le fichier cas2 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 2 donn es ph notypiques caryotype do
57. 19 d cembre 2008 ROSSIGNOL J L et al G n tique G nes et g nomes Dunod 2000 STRACHAN T G n tique mol culaire humaine Flammarion coll M decine Sciences 2003 2e dition THOMPSON J D HIGGINS D G GIBSON TJ CLUSTAL W improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting position specific gap penalties and weight matrix choice Nucleic Acids Res 22 p 4 673 4 680 1994 Documents disponibles au CNDP Enqu te sur l apparition de la vie HAUBERTIN F LE VOT B CRDP de Bretagne 1995 VHS R f rence 350C2920 Infog ne ressources pour l tude de l information g n tique CNDP 2002 C d rom R f rence 755 A0300 La Dr panocytose une maladie h r ditaire CNDP 1992 VHS 27 min VHS R f rence 002 P6254 La Terre le Temps le Vivant histoire de la vie et volution CORGNAC F DELETTRE A FOUCHER R REBOUT D CNDP 2005 DVD vid o R f rence 755B0670 Visualiser les mol cules en 3D avec le logiciel Rasmol DUCAMP P TAILLARD J CRDP d Aquitaine 2001 Guide d utilisation du logiciel et recueil d exercices C d rom R f rence 3309M006 219 INSTALLATION ET D SINSTALLATION Le logiciel Anag ne ne peut fonctionner qu apr s installation sur le disque dur d un micro ordinateur de type PC Pentium quip du syst me d exploitation Windows 98 ou d une version post rieure INSTALLATION D ANAG NE Lors
58. 69 2 68 5 71 2 100 0 Canard 69 2 69 2 68 5 71 2 97 9 100 0 Alligator 48 6 48 6 49 3 50 7 61 6 62 3 100 0 Ca man 49 3 49 3 50 0 52 7 57 5 58 2 79 5 100 0 Crocodile 54 8 54 8 55 5 55 5 63 7 64 4 80 8 72 6 100 0 Triton 46 9 46 9 47 6 46 9 46 9 47 6 44 1 42 8 42 8 100 0 Thon 47 9 47 9 47 3 50 0 54 8 54 8 41 8 41 1 41 1 41 1 100 0 Raie 38 7 38 7 38 7 40 1 42 3 40 8 33 8 33 1 34 5 30 3 38 0 100 0 Matrice des identit s en pourcentage 127 ANAG NE Alligator Crocodile Caiman Poule Canard Homme Bonobo Gorille Chien K Thon Triton Raie Arbre de parent que l on peut obtenir partir de l exploitation de cette matrice L arbre obtenu partir des cha nes de globine b ta des m mes Vert br s montre certaines des parent s r v l es par l arbre pr c dent tous les Mammif res group s ensemble Canard et Poule dans le m me groupe par exemple Mais il indique aussi deux diff rences importantes e le Thon est plus troitement apparent aux Amniotes que le Triton e les Oiseaux sont plus troitement apparent s aux Mammif res qu aux Crocodiliens Non seulement l arbre obtenu partir des globines b ta est diff rent de celui des globines alpha mais de plus il n est pas conforme aux donn es morphologiques et anatomiques Certaines des informations qu il traduit sont consid r es comme erron es Cela permet de souligner la limite des informations phylog n tiques ext
59. B et H Cependant il est possible de retrouver les divers niveaux d expression du ph notype vus avec les h moglobinopathies e ph notype macroscopique il ne se r v le pas spontan ment mais il se manifeste si l on met les globules rouges d un individu en contact avec des s rums tests anti A et anti B et aussi en cas de transfusions incompatibles e ph notype cellulaire c est la panoplie des marqueurs relatifs ce syst me de groupes sanguins pr sents dans la membrane des h maties mais aussi la surface des autres cellules de l organisme e ph notype mol culaire les marqueurs membranaires r sultent de l action de l enzyme produit de l expression du g ne cette enzyme est en somme le ph notype mol culaire primaire 70 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Pistes d exploitation p dagogiques des donn es fournies L analyse des donn es fournies concernant le ph notype groupes sanguins permet d aborder les notions suivantes e le ph notype peut se d finir diff rents niveaux et le ph notype mol culaire d termine le ph notype cellulaire et macroscopique e le ph notype mol culaire s explique par le g notype e un m me ph notype peut correspondre plusieurs g notypes e plusieurs g nes peuvent tre impliqu s dans la r alisation d un ph notype La diversit des ph notypes et les relations g notype ph notype chez les homozygotes S quenc
60. SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Le document ci dessous pr sente un monom re de la PAH et un dim re dans lequel les deux monom res sont associ s par l interm diaire des h lices a du bout terminal BARRI Monom re de la PAH Dim re de la PAH Le cofacteur BH4 Le BH4 est synth tis de novo partir de guanosine triphosphate GTP au cours de quatre r actions enzymatiques catalys es par trois enzymes diff rentes GTPCK PTPS et SR Il est galement recycl et sa r g n ration se fait en deux tapes catalys es par les enzymes PCD et DHPR Guanosine triphosphate GTP GTPCK Dihydrineopterin triphosphate PTES 6 pyruvoyl tetrahydropterin Ph nylalanine SR PAH Tetrahydrobiopterin BH4 DHPR 2 Tyrosme q dihydrobiopt rin ee FPterin da carbinolamine PCD Sch ma de la synth se du BH4 59 ANAG NE D terminisme g n tique des ph nylc tonuries Les ph notypes ph nylc tonuriques peuvent tre dus des mutations dans diff rents g nes et donc avoir des origines vari es Implication du g ne de la PAH Le g ne codant pour l enzyme PAH est tr s polymorphe Bien que l on connaisse plusieurs all les codant pour une PAH fonctionnelle la plupart des all les codent pour une enzyme dont l activit est plus ou moins r duite voire nulle Tous ces all les codant pour une PAH de moindre activit sont r cessifs et la ph nylc tonurie ne peut donc appara tre que
61. Schizosaccharomyces Pombe dans lesquelles on a transf r le g ne cdc2 humain deviennent capables de se diviser des temp ratures lev es Ces observations et exp riences sont en faveur d une origine commune et ancienne des m canismes de contr le du cycle cellulaire et mettent en vidence la grande unit du monde vivant Les travaux sur le g ne CDC2 et sur les autres g nes r gulateurs du cycle cellulaire ont valu P Nurse L Harwell et T Hunt le prix Nobel de m decine 2001 117 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Les donn es mol culaires peuvent tre utilis es pour tablir des relations de parent entre les tres vivants Ces donn es s av rent bien utiles notamment quand les autres types de donn es anatomiques morphologiques ou embryologiques ne sont pas utilisables c est le cas notamment lorsque l on veut pr ciser des relations de parent entre des organismes tr s diff rents Le g ne CDC2 est pr sent chez tous les organismes eucaryotes et l utilisation de donn es relatives cet exemple sensibilise l id e que les m canismes fondamentaux de la vie cellulaire sont partag s par tous les organismes eucaryotes S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein du vivant G ne CDC2 permet d atteindre
62. ainsi plusieurs ph notypes possibles pour la vision des couleurs Singes dichromates ou Singes trichromates notamment en fonction du sexe o les m les sont tous dichromates ils poss dent le g ne de l opsine S et un seul g ne pour une opsine M L car ils n ont qu un seul chromosome X o les femelles qui poss dent deux chromosomes X peuvent tre dichromates ou trichromates elles ont toutes un g ne de l opsine S et poss dent un seul all le du g ne de l opsine M L si elles sont homozygotes mais en poss dent deux si elles sont h t rozygotes Si les deux all les qu elles poss dent sont diff rents elles produiront donc trois opsines diff rentes ce qui permettra une vision trichromatique On a d autre part r cemment d couvert que les Singes hurleurs Alouata seniculus taient trichromates aussi bien les m les que les femelles Ils synth tisent trois pigments visuels pr sentant des pics d absorption 430 nm 532 nm et 562 nm C est actuellement le seul Singe du Nouveau Monde pour lequel on ait d couvert cette trichromatie e les L muriens ceux qui vivent la nuit ont une vision en noir et blanc ceux qui vivent le jour ont tous une vision dichromatique Ils poss dent le g ne de l opsine S bleue sur un autosome et le g ne d une opsine M L sur le chromosome X 130 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Il est po
63. all le 1 p GGAGGCCCATCCTCACCATC 1 cc al le2 f4 T 1 cn all le 1 p ee 1 cn al e2 aol j 2 cn all let afol0 j 2 cn all le 2 p 11 cc all le 1 p bnnmnnmmmmmmmnmmnn M cc al le2 f4 ES Famille 2 Mon aet of d apr s Science 1991 M en al le2 fofo et La Recherche Sep 99 Dale DR D femme ayant eu un cancer du foie 2 cn al le2 aol E homme ayant eu un cancer du foie l3 cn Sa p MAN radiu 13 cn all le 2 g O go individu non atteint de cancer E h E E type d arbre relativement fr quent en Indon sie Thailande I cc all le 2 a EERE et Qidong une des Provinces de la R publique de Chine me j dans les s quences cc d signe les cellules canc reuses et Eeee cn les cellules normales 112 en all le 1 p sr ee RE OC J FT e on peut alors s interroger sur la fr quence lev e de ce cancer du foie dans cette famille alors qu il n est pas h r ditaire Une information suppl mentaire est apport e par l arbre ce type d arbre est fr quent dans certaines populations On peut alors supposer l influence d un facteur de l environnement Un document aflatoxine bmp apporte alors des informations compl mentaires c est une toxine l aflatoxine lib r e par un champignon souvent pr
64. all le B1 ou encore avec le g nome de la souche R92 Les souches plac es pendant quatre ans dans un environnement riche en insecticides OP pr sentent un g nome o le nombre d exemplaires du g ne B1 est sup rieur celui de la souche d origine les souches plac es pendant quatre ans dans un environnement sans insecticides OP pr sentent un g nome o le nombre d exemplaires du g ne B1 est inf rieur celui de la souche d origine Ce constat permet de poser le probl me de l influence d un facteur de l environnement les insecticides OP sur le maintien des innovations g n tiques il faut bien s r partir du principe que les innovations g n tiques se font au hasard 177 ANAG NE Documents compl mentaires valuation de la quantit d est rases produite par diff rentes souches de Moustiques Il est possible d valuer exp rimentalement la quantit d est rases produites par un Moustique Protocole exp rimental On crase des Moustiques recueillis sur un papier filtre puis on ajoute les r actifs suivants un m lange de deux substrats sur lesquels l est rase agit en les coupant un r actif qui colore en rouge l un des produits obtenus Le substrat chromog ne est un m lange de alpha naphthyl ac tate alpha NA et de b ta naphthyl ac tate b ta NA A la rigueur un seul des deux peut tre utilis mais habituellement c est un m lange des deux dans un rapport 1 1 les est rases A utili
65. apparition d un cancer du sein pm rd 08 Pol T A a A i u 0 6 a i i Fa 7 0 4 Z h f 02 P4 j z S taaa 20 30 40 50 60 70 80 Age en ann es Risque d apparition d un cancer du sein chez les femmes porteuses d un all le mut du g ne BRCA1 ou BRCA2 d apr s un article de Science vol 302 24 octobre 2003 Le travail r alis partir des s quences fournies permet de relier g notype ph notype mol culaire et ph notype clinique Comparaison simple des all les du g ne BRCA1 et mise en relation avec la comparaison simple des prot ines BRCA1 correspondantes les s quences nucl iques tant tr s longues lalignement avec discontinuit est d conseill avec des machines peu performantes Comparaison Ref et m1 D l tion de deux nucl otides A et G en positions 68 et 69 Apparition pr coce d un codon stop donc prot ine plus courte 38 acides D calage du cadre de lecture donc amin s au lieu de 1863 modification des acides amin s partir du 23e 70 80 90 110 OREUA OAN GET O ERE EAO EAN AON TUE traitement ll le r f rence brca CTATGCAGAAAATCTTAGAGTGTCCCATOTGTCOTGGAGTTGATCAAGGAACCTG PCTCCACAAAGTGTE ll le m1 brcal A GT AC l le m2bcal j gt 0 O i Q i l l l l l l l l l l l l l l l l l j l 1 m T 2 j T i Ka T FT T on D j r D 2 rl FT D 2 m y er o l i Q l le
66. autres ressources COLLECTION ANALYSE DE DONN ES SIMULATION Anag ne En Jeu Ma Plan te G nie g n tique II G oc an vol 1 2 3 L man Magma Nut R hor Rouge gorge Analyse de s quences nucl iques et prot iques D couverte ludique des enjeux de l environnement Simulation d une manipulation g n tique G odynamique oc anique subduction et expansion Un cosyst me en chiffres Simulation de la cristallisation magmatique quilibre de la ration alimentaire R gulation de la s cr tion des hormones sexuelles tude exp rimentale d un comportement COLLECTION IMAGERIE SCIENTIFIQUE Explorer le corps Explorer le corps Explorer la Terre Surfaces d change Communication nerveuse La t l d tection COLLECTION D COUVERTE DE LA NATURE Les Oiseaux d Europe D couvrir la plan te Terre COLLECTION PROGR S La For t La Friche L tang Infog ne Communication et syst mes nerveux Mitose M iose HORS COLLECTIONS Al as et Enjeux Encyclop die multim dia interactive permettant de g rer ses observations Notre environnement en 7 th mes la plan te l eau l air la Terre la vie les Hommes les d fis Un peuplement de feuillus Un milieu riche D couvrir un cosyst me Ressources pour l tude de l information g n tique Explorer identifier analyser des documents Conservation et brassage de l information g n tique Eduquer pour pr venir le
67. banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes dr panocytaires aboutit Dominance et r cessivit Famille 1 pour charger le fichier arbrefamille1 Drep bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 1 Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 3 pour charger le fichier arbrefamille3 Drep bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 3 Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 4 pour charger le fichier arbrefamille4 Drep bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 4 La comparaison des all les du g ne b ta de chaque membre de la famille avec les all les de r f rence permet de d terminer le g notype de chacun des membres de chaque famille Famille 3 I G O Femme dr panocytaire orn I1 HbA HbS 12 HbA HbC 2 Hominis sain I1 et I2 HbS HbC Homme dr panocytaire Famille 4 I o C Femme dr panocytaire 1 2 Femme saine Il z A Tha2 i I2 A S SER Ill et I2 S Tha2 pu Homme dr panocytaire Les individus II2 de la famille 1 II 1 et 2 des familles 3 et 4 ont le m me ph notype clinique ils sont tous atteints de dr panocytose Pourtant leurs g notypes diff rent 57 ANAG NE Les ph notypes ph nylc tonuriques Informa
68. cellules toil es et en corbeille ainsi que les cellules des grains de la couche granulaire interne se projettent majoritairement sur les cellules de Purkinje Cette cellule de Purkinje a une forme sp cifique avec notamment un r seau dendritique tr s d velopp L axone qui merge de la r gion basale du corps cellulaire traverse la couche granulaire interne rejoint la substance blanche et se termine dans les noyaux profonds ou m me en dehors du cervelet au niveau des noyaux vestibulaires Des cellules gliales existent aussi dans le cervelet les cellules macrogliales astrocytes et oligodendrocytes qui contribuent la croissance et la survie des neurones et les cellules microgliales qui constituent la principale population de macrophages c r braux 108 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES S L ETES Les fonctions du cervelet Le cervelet re oit des aff rences du cortex moteur des r cepteurs cutan s proprioceptifs visuels tactiles et auditifs et des r cepteurs visc raux L arch ocervelet lobe floculo nodulaire contr le les m canismes de la station rig e il intervient sur les m canismes r flexes du redressement et de l quilibration Le pal ocervelet vermis contr le la motilit axiale et la motilit d attitude Le n ocervelet lobes lat raux intervient dans la r gulation du geste Les ph notypes mutants c r belleux chez la Souris On conna t plusieurs ph notyp
69. cellules de Purkinje durant le d veloppement postnatal du cervelet La mutation staggerer correspond une d l tion se produisant dans la partie du g ne codant pour le site de liaison sur ADN L absence de fonctionnalit de la prot ine ROR alpha pourrait modifier les interactions avec d autres prot ines notamment les r cepteurs nucl aires des hormones thyro diennes qui jouent un r le aussi bien dans le d veloppement du syst me nerveux que dans la diff renciation des cellules de Purkinje Compte tenu du r le central de cette cellule dans le r seau synaptique cortical du cortex c r belleux on comprend que son absence ou l atrophie de son arbre dendritique puisse tre l origine d un d veloppement anormal du cervelet d o le comportement ataxique observ Chez l h t rozygote le d veloppement du cervelet est quasi normal mais on observe tout au long de la vie une perte progressive et partielle des cellules de Purkinje et une r duction de leur arbre dendritique 109 ANAG NE Les mutants reeler rl Ces mutants pr sentent un syndrome ataxique grave ils titubent chancellent Les mouvements n atteignent pas leur but bien que leur force soit normale L animal est tremblant et a un comportement d vitement pour r aliser certaines t ches Ce ph notype est li une mutation d un g ne situ sur le chromosome 5 cette mutation autosomale r cessive affecte le d veloppement embryonnai
70. cerveau des individus ph nylc tonuriques est au dessous de la normale et la my linisation des fibres nerveuses est d fectueuse L esp rance de vie des malades non trait s est consid rablement raccourcie mortalit de 50 avant 20 ans et de 75 avant 30 ans Le m tabolisme de la ph nylalanine 4 ss NH O T trahydrobiopt rine coo Ph nylalanine H ho Yon Mai H O Quinono de dihydrobiopt rine cCoO Tyrosine On parle d hyperph nylalanin mie lorsque la concentration plasmatique en ph nylalanine est sup rieure 120 umoles I de plasma mais les hyperph nylalanin mies entra nant un ph notype ph nylc tonurique sont sup rieures 1 000 umoles I de plasma En cas d hyperph nylalanin mie sup rieure 1 000 umoles I1 de plasma une voie parall le d limination urinaire se cr e la ph nylalanine est alors d carboxyl e et limin e sous forme d acide ph nylpyruvique Les ph notypes mol culaires enzyme PAH La PAH comprend une partie prot ique cod e par le g ne de la PAH et un cofacteur indispensable la r action d hydroxylation la t trahydrobiopt rine ou BH4 La partie prot ique de la PAH La PAH est une prot ine t tram rique Le site catalytique met en jeu un atome de fer trois mol cules d eau et trois r sidus Glu 330 His290 et His285 Ce site catalytique peut tre rep r par des mod les montrant l enzyme associ e au cofacteur BH4 58
71. charger les fichiers IgG bmp qui pr sente la visualisation 3D obtenue avec le logiciel RasTop permettant de localiser les sites de fixation antig nique et de rappeler ce qu est le fragment FAB igg jps qui r v le la structure tridimensionnelle d une immunoglobuline vih bmp qui affiche un sch ma du VIH permettant de situer quelques prot ines du virus qui constituent des antig nes contre lesquels sont produits des anticorps sp cifiques prot ines P24 GP120 GP41 par exemple Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene le r pertoire IgG contient les fichiers pdb suivants 1ACY_gp120 pdb 1E6 J pdb 1F58 pdb INLD pdb IGGTOTAL PDB et LYS PDB L exploitation des donn es fournies permet d expliquer la notion de sp cificit des mol cules d IgG anticorps Les donn es fournies ici concernent des IgG dirig es contre des antig nes du VIH Pr requis e Structure de la mol cule d IgG et localisation des sites de fixation antig nique e Mise en vidence de la sp cificit des IgG Le document IgG bmp permet de rappeler la structure d une mol cule d IgG la localisation des sites de fixations antig niques et de situer les fragments FAB ceux pour lesquels les s quences seront ensuite utilis es 2 IGGTOTAL 1FDL 2 1ACY_gp120 1ACY 204 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Le document vih bmp rappelle l organisation du VIH et permet de situer les ant
72. chez des individus homozygotes La comparaison des all les mut s de la localisation des mutations et des effets au niveau clinique voir tableau dans la partie p dagogique permet de tirer les conclusions suivantes e toutes les mutations touchant des acides amin s du site actif entra nent g n ralement une hyperph nylalanin mie forte e les mutations faux sens touchant des domaines autres que le site actif ont des cons quences ph notypiques variables selon la position de l acide amin modifi les mutations touchant les acides amin s de la surface de l enzyme sont les moins s v res e il est possible d estimer l activit de la PAH selon les all les pr sents chez les individus homozygotes et h t rozygotes D un point de vue clinique lorsque l activit est inf rieure ou gale 5 la ph nylc tonurie est s v re au del de 15 la maladie est tr s att nu e ALL LE 1 ALL LE 2 PheMut243 PheMut280 PheMut158 PheMut261 PheMut414 PheMut243 0 1 5 5 15 25 PheMut280 1 5 3 6 5 16 5 26 5 PheMut158 5 6 5 10 20 30 PheMut261 15 16 5 20 30 40 PheMut414 25 26 5 30 40 50 d activit de la PAH en fonction du g notype Implication d autres g nes G nes codant pour des enzymes impliqu es dans les r actions de synth se recyclage du BH4 Le BH4 tant en quantit limit e dans la cellule il doit tre sans cesse produit et r g n r Une mutation dans l un des g nes codant pour une enzyme indispensab
73. d une s quence ajout e par l utilisateur dans la banque de s quences personnelles s effectue en six tapes e afficher une s quence e demander son enregistrement gr ce la commande Enregistrer du menu Fichier e s lectionner son nom e demander Renommer la s quence en cliquant sur le bouton droit de la Souris e effacer le libell de la s quence et valider e accepter la suppression en cliquant sur le bouton OK La suppression d un dossier ne se fait que si la liste des s quences personnelles de ce dossier est vide 19 ANAG NE L ajout de th mes d tude Malgr la vari t des th mes d tude fournis il est possible d en cr er de nouveaux adapt s une strat gie p dagogique personnelle ou un public d termin Un th me d tude est constitu par l enregistrement de l une ou de toutes les fen tres pr sentes dans l espace de travail d Anag ne m me si elles sont r duites en ic nes Ces fen tres peuvent contenir des chargements effectu s partir des banques de s quences des th mes d tudes ou des programmes et documents fournis ou personnels des compl ments en ligne t l charg s Ces fen tres peuvent aussi r sulter des traitements effectu s sur les s quences Enfin elles peuvent tre import es gr ce la commande Ouvrir du menu Fichier qui propose les types de fichiers suivants e s quences nucl iques et prot iques qui seront charg es dans la fen tre d affichage de s quen
74. de la b ta globine chez les individus de la famille 1 I1 I2 et IN A S 112 S S Influence de l h moglobine f tale Famille 2 pour acc der All les famille2 qui charge le fichier allFam2drep edi affichant des s quences strictement codantes des all les du g ne de la b ta globine chez les individus de la famille 2 I1 et I2 A S M S S I2 A A 55 ANAG NE Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype dr panocytaire permet d acc der aux fichiers autresalleles bmp texte pr sentant le polymorphisme du g ne de la b ta globine et pr sentant notamment les all les HBC et THA2 hbfoetale bmp texte pr sentant des r sultats de mesures de taux d h moglobine f tale chez des patients dr panocytaires et permettant de mettre en vidence une att nuation tr s nette des sympt mes dr panocytaires chez les malades produisant beaucoup d h moglobine f tale Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes dr panocytaires permet d acc der Dominance et r cessivit Famille 1 pour charger le fichier arbrefamille1 Drep bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 1 Influence de l h moglobine f tale Famille 2 pour charger le fichier arbrefamille2 Drep bmp qui pr sente l arbre g
75. de quelques Vert br s On peut donc noter des sites tr s conserv s c est dire n ayant fix aucune mutation 32 40 42 62 64 66 68 88 89 91 et 92 94 100 102 103 106 107 122 123 140 141 144 146 Mise en vidence de ces sites conserv s sur une mol cule de globine b ta en jaune les sites conserv s 167 ANAG NE Les mutations apparaissent au hasard avec a priori la m me fr quence tout au long de la mol cule On constate cependant que certains sites sont particuli rement variables d un taxon l autre alors que d autres sites sont tr s identiques La localisation sur la mol cule 3D montre que les sites conserv s sont en r gle g n rale situ s autour de l h me On peut donc supposer qu un changement dans la s quence des acides amin s dans ces secteurs doit avoir des r percussions sur la fixation de l h me ou la structure spatiale de la mol cule dans cette r gion et donc alt rer la fonction de la globine A nsi les individus porteurs de ces mutations doivent tre d savantag s donc ces mutations se transmettent beaucoup moins ou pas du tout et finissent par tre limin es En revanche des changements d acides amin s qui ne sont pas importants pour le maintien de la structure spatiale de la globine ou la fixation de l h me n ont pas d effet sur la survie ou la reproduction des individus qui les portent Ils ne conf rent don
76. des hormones FSH LH TSH et HCG et G nes GH HPRL et HLP pour acc der Information hormones qui charge le fichier infoshormones bmp pr sentant pour chacune des hormones consid r es ici la localisation chromosomique du g ne le r le les cellules productrices et les groupes de Vert br s qui la synth tisent Ce document peut tre utilis pour discuter des ph nom nes de transposition de g ne lors de la duplication de l acquisition de nouvelles fonctionnalit s pour les prot ines cod es par les nouveaux g nes produits et de la datation approximative de certaines duplications g niques Duplication LH HCG qui charge le fichier dupliLH_HCG jpg et Duplication GH HLP qui charge le fichier dupliGH_HLP jpg ces documents peuvent servir de base de discussion pour poser la notion de duplication g nique ils peuvent tre compl ter par les l ves ou justifier partir des analyses de s quences effectu es Phylog nie famille GH qui charge le fichier phylofamilleGH jpg r sumant l histoire volutive de la famille des g nes GH HPRL HLP et qui peut tre compl t par les l ves ou justifier partir des analyses de s quences effectu es Une autre utilisation possible de ces documents consisterait les consid rer comme des mod les de r f rence de l histoire d une famille multig nique donn e et demander aux l ves en quoi ils sont confort s par l analyse des s quences leur disposition
77. deux types de g nes ont t tudi es e celles des g nes cdc Cell division cycle qui codent pour des prot ines kinases qui en association avec des cyclines sp cifiques d clenchent le passage d un stade du cycle cellulaire au suivant par exemple le passage du stade G2 au stade M pour la prot ine kinase cod e par le g ne cdc2 Les mutations de ces g nes qui ont t le plus utiles pour d crypter le cycle cellulaire sont des mutations conduisant des Levures dont le ph notype est conditionnel la prot ine mutante est fonctionnelle uniquement dans des conditions sp cifiques La plupart des mutants sont thermosensibles la prot ine mutante n est pas fonctionnelle temp rature lev e mais permet le d roulement du cycle cellulaire basse temp rature Une souche cellulaire de mutant cde2 thermosensible peut donc pousser uniquement basse temp rature condition permissive e celles des g nes qui codent pour des prot ines qui agissent sur les prot ines cod es par les g nes cdc soit en les inhibant soit en les activant par phosphorylation ou d phosphorylation L expression de ces g nes d pend de facteurs divers notamment de la taille de la cellule Par exemple le g ne wee code pour une prot ine qui inhibe la prot ine kinase cod e par le g ne cdc2 Tant que cette prot ine inhibitrice est produite le passage du stade G2 au stade M ne peut avoir lieu Lorsque la taille de la Levure est suffisante
78. du triplet CAG comprise entre 30 et 38 Cet all le paternel avait subi une mutation par expansion au cours de la spermatogen se conduisant un all le o le triplet CAG tait r p t plus de quarante fois En outre dans les familles o le p re est atteint on a constat une apparition plus pr coce de la maladie chez les enfants atteints li e la possession d un all le morbide ayant plus de triplets CAG que l all le paternel Il semble donc qu au del de trente r p titions le g ne IT15 ait tendance muter avec expansion du triplet au cours de la spermatogen se Cette instabilit n a pas t retrouv e pour les all les dont le nombre de r p titions est inf rieur trente Ainsi les tudes au niveau mol culaire de ce g ne semblent pour un certain type d all les r v ler une fr quence de mutations assez lev e 144 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Les relations g notype ph notype Chez un individu h t rozygote les deux all les s expriment et on trouve donc les deux types de huntingtine dans les cellules Le ph notype morbide et donc par extension l all le morbide est dominant L explication de cette dominance reste tr s hypoth tique d autant plus que le r le physiologique de la huntingtine n est pas encore lucid On pense que la huntingtine avec expansion de la glutamine agit dans le noyau pour induire l apoptose ge d apparition des premiers signes
79. duplication a d tre suivie de mutations ce qui a abouti deux g nes aujourd hui diff rents qui codent tous deux pour des est rases mais aux propri t s l g rement diff rentes Influence d un facteur du milieu de vie sur le maintien des innovations g n tiques S quences et documents S quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques Exemple des est rases R sistance des Moustiques aux insecticides S lection naturelle permet d atteindre S lection qui charge le fichier select moustiques edi affichant les s quences g ne B all le 1 s quence simplifi e du g ne B all le B1 afin de faciliter les traitements des s quences on a limit cette s quence aux soixante neuf premiers nucl otides du g ne codon stop R92 s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche R92 utilis e par les chercheurs pour l exp rimentation afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc quatorze g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N R96a 1 s quence simplifi e du locus B d u
80. e Avec RasTop il est possible de localiser sur la structure d un r cepteur T les zones variables et voir si au moins en partie elles sont impliqu es dans le site de reconnaissance antig nique microglobuline C mol cule de HLA peptide viral partie variable de la cha ne b ta du r cepteur T partie variable de la chaine alpha du r cepteur T artie constante du r cepteur T Complexe r cepteur T peptide wir Remarque La comparaison des r cepteurs T deux deux peut aussi s effectuer avec la fonctionnalit Dot Plot du logiciel Anag ne comme pour les IgG 210 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S SP CIALIT DES D BUTS DE LA G N TIQUE AUX ENJEUX ACTUELS DES BIOTECHNOLOGIES DIAGNOSTIC G N TIQUE Albinisme Informations scientifiques Cf page 76 classe de premi re Pistes d exploitation p dagogiques des donn es fournies S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Des d buts de la g n tique aux enjeux actuels des biotechnologies Diagnostic g n tique Albinisme permet d atteindre Polymorphisme tyrosinase et OCA2 pour acc der All les tyrosinase qui charge le fichier all tyrosinase edi affichant les s quences strictement codantes de quelques all les du g ne de la tyrosinase All les OCA2 qui charge le fichier all OCA2 edi affichant les s quences strictement codantes de quelques all les d
81. et l g res S il en est ainsi ces zones variables et plus pr cis ment hypervariables doivent tre impliqu es dans le site antig nique La localisation sur l une de ces mol cules d IgG ACY par exemple des parties variables et constantes avec le logiciel RasTop permet de constater que les parties variables des IgG sont au niveau du site de fixation antig nique Le document igg bmp montre le r sultat que l on peut obtenir avec le logiciel RasTop 205 ANAG NE pitope d antig ne GP 120 zone variable de la chaine lourde zone constante de la cha ne lourde zone variable de la cha ne l g re AB d p zone constante de la cha ne l g re ACY anti GP 120 3 Utilisation de la fonction DotPlot d Anag ne La comparaison des mol cules d IgG deux deux peut aussi se faire avec la fonctionnalit DotPlot du logiciel Cette fonctionnalit fournit un r sultat plus visuel de la comparaison effectu e qui quivaut un alignement avec discontinuit s B gt Fichier Edition lit Options Fen tre Aide suc J S ES PTE k A aus F du ACY chaine l g re 1F58 TYYCQQSHEDPLTFEAGTKLELKRADAAPTUSIFPPSSEQLTSGGASUUCFLN s q en quence chaine l g re ACY de td den vit qi desde le 1F58 en ordonn PO RS En abcisse s T l 20 30 40 50 60 70 zone qui varie entre les deux anticorps 80 ones de zone identique entre 3 Vtr s diff rentes les
82. fonction de comparaison de deux s quences entre elles produisant un graphique de ressemblance DotPlot Cette version 2 d Anag ne diffus e sur c d rom a t totalement r crite pour s adapter tous les environnements Windows et apporter des am liorations d ordres fonctionnel et ergonomique notamment en ce qui concerne l acc s aux th mes d tude la puissance des outils de traitement la navigation dans les s quences et le rep rage des positions des l ments la gestion des nouveaux formats de m dias dont ceux accessibles en ligne D autre part cette nouvelle version est enrichie d une banque de s quences constitu e en fonction des programmes en vigueur et totalement int gr e au logiciel Cette banque regroupe toutes les s quences n cessaires pour r aliser les propositions d activit s actuellement accessibles en ligne sur le site Biotic de l INRP On notera en particulier la pr sence de plusieurs th mes d tude destin s la classe de seconde de multiples exemples adapt s l tude des relations entre g notype ph notype et environnement en classe de premi re et aux diff rents chapitres de terminale S qui concernent l volution immunologie et la procr ation Il convient galement de relever que nombre de ces th mes d tude sont susceptibles de s appuyer sur la visualisation des mol cules en trois dimensions On trouvera donc en relation avec ces th mes les fichiers PDB n cessaires qui peuv
83. g ne LH b ta ancestral la duplication tant post rieure l apparition des Mammif res placentaires La comparaison des prot ines LH b ta et HCG b ta montre que ces deux prot ines n ont pas la m me longueur 165 acides amin s pour HCG b ta et 141 acides amin s pour LH b ta m thionine comprise Or la comparaison des s quences nucl iques des g nes de ces deux hormones montre une d l tion d un nucl otide en position 402 cette d l tion entra ne un d calage du cadre de lecture lors de la traduction d calage qui fait dispara tre le codon stop pr sent dans le g ne de LH codon n 142 C est cette mutation par d l tion qui est donc responsable de l allongement de la prot ine HCG b ta par rapport la prot ine LH b ta Remarque La duplication du g ne ne concerne pas uniquement la s quence strictement codante mais aussi celle qui se trouve en amont et en aval de celle ci Pour faciliter la compr hension de l allongement de la s quence codante de HCG et donc de sa prot ine par rapport LH nous avons fourni une s quence appel e LHADNC constitu e par la s quence codante de LH suivie d une s quence de nucl otides homologue de la fin de celle de HCG mais non transcrite dans LH La comparaison de LHADNC et de HCG permet d expliquer que la prot ine HCG a 24 acides amin s de plus que LH par suite de la d l tion le g ne HCG incorpore dans sa s quence codante la r gion en aval de LH non transcrit
84. ges BHS BAX 77244 0 aus f K Affichage des s quences iol xi 1 10 20 30 40 50 60 70 VOORN O T E E E OO LA O OA O T O TT A R gt a gt 0 JATGGATTCTAGAACAGTTGGTATATTAGGAGGGGGACAATTGGGACGTATGATTGTTGAGGCAGCAARCAGG de24llele2adn 40 JATGGATTCTAGAACAGTTGGTATATTAGGAGGGGGACARATTGGGACGTATGATTGTTGAGGCAGCAAACAGE v S lection 0 2 lignes 4 La r p tition de cette proc dure permet de charger d autres th mes d tude Un message signalant le changement de th me d tude demande alors s il n est pas souhaitable de fermer les autres fen tres ouvertes lors de l tude du th me pr c dent de fa on vider totalement l espace de travail avant de charger un nouveau th me d tude 14 PRISE EN MAIN Les programmes et documents chaque th me d tude une s rie de documents peut tre associ e images fixes tableaux sch mas s quences anim es Il appartient l enseignant de les exploiter dans l ordre qui lui convient L exploration de l arborescence des Programmes et documents disponibles est semblable celle des autres banques Le libell des titres s lectionn s appara t toujours en inversion vid o et les boutons OK et Annuler exercent les fonctions d j rencontr es dans les paragraphes pr c dents Dans la nouvelle banque de documents fournis ceux ci sont organis s par niveau et par th me d tude Les documents de la pr c dente version d Anag ne ont t mai
85. graves Ces crises sont dues des isch mies locales pouvant tre tr s graves les crises vaso occlusives peuvent tre particuli rement douloureuses dans les muscles et les risques de complications organiques graves notamment au niveau du squelette de la rate du tube digestif du cerveau Plusieurs facteurs favorisent la crise dr panocytaire e la d shydratation fr quente chez le dr panocytaire car il est atteint de polyurie e le ralentissement de la circulation sanguine qui favorise une stase Il faut donc viter le port de v tements trop serr s une mauvaise position le froid la fi vre formation de prot ines inflammatoires les infections les globules blancs en exc s limitent la circulation des h maties e toute consommation d oxyg ne suppl mentaire les efforts avec essoufflement les efforts musculaires concentr s sur un muscle e tout ce qui d sature l h moglobine en oxyg ne la vie en altitude viter les altitudes sup rieures 2 000 m et m me parfois 1 500 m les voyages en avion les carts de temp rature entre lair et l eau piscine mer l alcool le tabac Autrefois 80 des individus homozygotes mourraient avant l ge de la reproduction Aujourd hui gr ce au d pistage pr coce la pr vention des infections vaccination antibioth rapie syst matique la pr vention de la d shydratation et de toute autre cause pouvant provoquer des troubles chez le malade la maladie
86. humaine et la globine b ta du Chien sont plus importantes qu entre les globines b ta et gamma humaines Cela signifie que la divergence Primates Carnivores est post rieure la duplication b ta gamma L anc tre commun l Homme et au Chien poss dait d j deux g nes b ta et gamma C est un caract re ancestral la duplication ayant eu lieu bien avant au tout d but de l histoire des Mammif res placentaires 152 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes des opsines Informations scientifiques Cf page 129 classe terminale Pistes d exploitation p dagogique L exploitation des donn es fournies permet d aborder la notion d apparition de nouveaux g nes par duplication g nique suivie de mutations diff rentes Les nouveaux g nes codent ici pour des prot ines qui tout en ayant conserv la m me fonction globale absorption de radiations lumineuses pr sentent des propri t s l g rement diff rentes les longueurs d ondes absorb es par les diff rents pigments ne sont pas les m mes Plusieurs arguments sugg rent l id e d une origine commune pour les g nes des opsines les opsines pr sentent de nombreuses similitudes leurs propri t s et leurs structures se ressemblent Elles sont toutes impliqu es dans la conversion de la lumi re en mouvement ionique puis en signal nerveux Chaque mol cule photosensible contient se
87. intersp cifique dans le g nome de la Drosophile le g ne hom otique de la Souris ou de l Homme induit des transformations hom otiques semblables celles produites par son homologue S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Unit du vivant permet d atteindre Un g ne hom otique Antennapedia HOXB6 chez des animaux pluricellulaires pour charger le fichier B6 ANTP edi qui affiche des s quences nucl iques des hom obo tes du g ne Hoxb6 d Homme de Souris et du g ne Antp de Drosophile Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Unit du vivant permet d atteindre Un g ne hom otique Antennapedia HOXB6 chez des animaux pluricellulaires pour charger trois fichiers chromosomeshomeo jpg sch ma comparatif de la disposition chromosomique des g nes hom otiques chez la Drosophile et chez la Souris et des territoires corporels d expression des diff rents g nes phenotypeshomeojpg photos repr sentant trois mutants hom otiques de Drosophile antennapedia bithorax et bithoraxo de transgenese jpg texte de pr sentation de trois exp riences de transgen se r ussies entre Vert br s et Drosophile 47 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique en classe de seconde L exploitation des donn es sur les hom obo tes des g nes hom otiques permet d aborder la notion d unit du
88. l ves sur le sch ma volutif ci dessus les amener extraire les informations essentielles puis tester la validit de ce sch ma partir des s quences des g nes hom otiques de la Drosophile et de la Souris 165 ANAG NE Maintien des innovations g n tiques Exemple des globines Informations scientifiques Cf page 124 classe terminale Pistes d exploitation p dagogique Les s quences de globines ont d j t utilis es pour tablir des relations de parent entre les Vert br s Les l ves savent donc que tous les g nes b ta des globines de m me que les g nes alpha proviennent d un g ne poss d par l anc tre commun tous ces Vert br s Les diff rences entre les g nes des esp ces actuelles r sultent de mutations intervenues au cours de l histoire des diverses lign es mutations qui ont r ussi se propager et se fixer dans les populations successives La comparaison des s quences des g nes ou des prot ines permet de rechercher si ces mutations sont r parties de fa on quelconque ou non et partir des informations obtenues de r fl chir sur le devenir des mutations S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques Exemple des globines permet d atteindre G nes des globines qui charge le fichier 6 globines beta Vertebres edi affichant des
89. le dossier Relations g notype ph notype pour la classe de premi re page 51 Les all les du g ne HBB Au niveau d une classe de seconde o l on n envisage pas le ph notype au niveau prot ique on peut en premi re approximation consid rer le g ne HBB qui code pour la cha ne b ta de globine humaine comme un g ne qui dirige la synth se de l h moglobine La banque fournie comprend les s quences de trois all les dont deux codent pour une cha ne b ta fonctionnelle et le troisi me pour une cha ne b ta dr panocytaire S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Variabilit de l information g n tique permet d atteindre Ph notypes dr panocytaires chez l Homme G ne HBB qui charge le fichier alleles HB Beta edi affichant trois s quences Hbb nucl ique Hbb nucl ique bis et HbS nucl ique Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Variabilit de l information g n tique permet d atteindre Ph notypes dr panocytaires chez l Homme G ne HBB pour charger les fichiers hematies bmp et phenodrep bmp Pistes d exploitation p dagogique des donn es et documents fournis Les documents fournis permettent de comparer les deux ph notypes au niveau clinique et cellulaire et de relier ces deux niveaux de formulation du ph notype L tude de cet exemple permet de voir si chez un organism
90. le g ne wee cesse de s exprimer et l entr e en mitose peut avoir lieu Un mutant wee d ficient ne bloque pas la prot ine kinase cod e par cdc2 de sorte que la levure entre en mitose de fa on pr matur e Levures fissipares de petite taille voir le th me de seconde 115 ANAG NE C est chez la Levure fissipare S pombe que le g ne cdc2 a t d couvert Une mutation de ce g ne emp che la mitose il provoque un arr t du cycle en emp chant l entr e en phase G1 ou le passage G2 M l activit m me du g ne cdc2 est r gul e par les produits de l expression d autres g nes notamment les g nes weel cdc25 et cdc1 Chez la Levure bourgeonnante le g ne cdc28 est quivalent au g ne cdc2 de la Levure fissipare on regroupe maintenant les deux prot ines produites par chacun de ces g nes cdc2 et cdc28 sous le terme p34cde2 Les points de contr le du cycle cellulaire Il existe trois points de contr le principaux e au d but de la phase G1 les facteurs de croissance et les nutriments doivent tre pr sents la taille de la cellule doit tre suffisante pour que le cycle se poursuive e au niveau du passage S G2 les cellules stoppent leur cycle cellulaire si l ADN est incompl tement r pliqu ou endommag et le reprenne apr s r paration e au cours de la mitose la fin de la m taphase les cellules v rifient que les chromosomes sont correctement attach s aux fibres du fuseau avant que ne d marre la s
91. lectrophor ses pour l all le tyralbA3 et des autres all les du g ne de la tyrosinase apr s action de l enzyme de restriction Xbal sau3aFamille5 bmp qui affiche l lectrophor se de l ADN des membres de la famille 5 apr s action de l enzyme de restriction Sau3a XbalFamille5 bmp qui affiche l lectrophor se de l ADN des membres de la famille 5 apr s action de l enzyme de restriction Xbal 211 ANAG NE Exercice pr liminaire principe de l action des enzymes de restriction Dans cet exercice pr liminaire il s agit d amener les l ves s approprier la technique d identification d un all le gr ce aux enzymes de restriction afin qu ils puissent par la suite utiliser librement le logiciel pour d terminer le g notype d un individu Pour cela e charger les s quences Tyrcod1 et Tyrcod2 e comparer ces s quences et rep rer l existence d une seule diff rence au niveau de la base 575 A dans Tyrcod1 devient C dans Tyrcod2 540 550 560 twrcodi cod 410 VCATTATTATGTGTCAATGGATGCACTGCTTGGGGGAL NIGAAATCTGGAGAGACATTGATTTTGCC CO S lection 0 3 lignes Ki mi 570 590 600 e introduire la notion d enzyme de restriction et utiliser la banque des enzymes de restriction rep rer dans la liste des enzymes une enzyme susceptible de diff rencier les deux all les Tyrcod1 et Tyrcod2 L l ve doit arriver la conclusion que Xholl GGATCT coupe Tyrcod2 dans l
92. m me ph notype Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes dr panocytaires Dr panocytoses aboutit R f rences g ne b ta globine pour acc der All les g ne globine b ta qui charge le fichier allref glob beta edi affichant les all les de r f rence Dominance et r cessivit Famille 1 pour acc der All les famille1 qui charge le fichier allFam1drep edi affichant des s quences strictement codantes des all les du g ne de la b ta globine chez les individus de la famille 1 Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 3 pour acc der All les famille3 qui charge le fichier allFam3drep edi affichant des s quences strictement codantes des all les du g ne de la b ta globine chez les individus de la famille 3 Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 4 pour acc der All les famille4 qui charge le fichier allFam4drep edi affichant des s quences strictement codantes des all les du g ne de la b ta globine chez les individus de la famille 4 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype dr panocytaire permet d acc der au fichier autresalleles bmp qui affiche un texte pr sentant le polymorphisme du g ne de la b ta globine et notamment les all les HBC et THA2 Dans la
93. m3brcat ol a a OE traitement sa m a D LL a m LL z m 98 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Comparaison Ref et m2 TAA codon stop Substitution C gt T en position 220 le codon CAA 74 devient TAA raitement ll le r f rence brca l le m1 brcal ll le m2 brcal ll le m3 brcal Q traitement Prot ine plus courte 73 acides amin s aulieu de 1863 Comparaison Ref et m3 Apparition pr coce d un codon stop codon 375 D l tion du nucl otide C en position 1121 raitement ll le r f rence brca ll le m1 brcal ll le m2 brcal ll le m3 brcal raitement par l prot ine m3 BRC41 Fot ne m3 BRCAT Prot ine plus courte 374 acides amin s au lieu de 1863 99 ANAG NE Comparaison simple des all les du g ne BRCA2 et mise en relation avec la comparaison simple des prot ines BRCA2 correspondantes D l tion du nucl toide T en position 771 Apparition pr coce d un codon stop codon 276 770 780 790 800 810 820 gt Traitement all le ref brca2 p D JAAACACAA TCAAAGAGAAGCTECAAGTCATGGATTTEGAAAAACATCAGGGAATTCATTTANAAGTA all le mi brca2 p on CA GAGA GCTGCA GTCATG AT G A CATCAG A T CAT A GTA Tiemen Proteine ref brca2 40 E N TNQREA Proteine m1 brca2 p K EKL w S lection 0 6 lignes i A S H G F G KT SGNSFKU Q U NDLE HRQ I HL Prot ine plus courte 275 acides amin s au
94. marqueurs A et B Roland Magali B r nice Famille 2 Les groupes sanguins sont indiqu s pour chaque individu La comparaison des all les du g ne ABO de chaque individu avec les all les de r f rence de ce g ne permet de d terminer le g notype de chacun le g notype de Paul est A B et celui de Magali est A O celui de Pascale est O O et celui de Roland et de B r nice est B O Si l on s en tenait au fait que le ph notype groupes sanguins ne d pende que du seul g ne ABO et que l all le O est r cessif par rapport A et B il y a une incoh rence pour Paul et Roland poss dant un all le A ou B ils 74 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES ne devraient pas tre de groupe O Il faut donc imaginer que le ph notype groupes sanguins ne d pend pas que du g ne ABO Des renseignements compl mentaires sont alors fournis concernant la synth se des marqueurs A et B la synth se des marqueurs A et B ne r sulte pas d une seule r action mais d une cha ne de biosynth se Cette cha ne n cessite plusieurs r actions chimiques catalys es chacune par une enzyme diff rente cod e chacune par un g ne diff rent Il peut donc y avoir plusieurs origines au groupe sanguin O inactivit de l enzyme O mais aussi inactivit de l enzyme H cod e par le g ne Fut1 donc non synth se du marqueur H Remarque Un travail peut tre effectu sur les all les du g ne Futl et l
95. masses d tect es dans la r gion inguinale indique qu il s agit de testicules renfermant des cellules de Leydig des cellules de Sertoli et des spermatogonies mais aucun stade cellulaire plus avanc de la spermatogen se testicule cryptorchide Dosages hormonaux LH 38 UI 1 FSH 52 UI 1 Testost rone 1350 ng dl 200 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es Il y a contradiction entre le caryotype et le ph notype sexuel externe mais pas entre le caryotype et le type de gonades que poss de l individu Le tractus g nital n a donc pas t masculinis bien qu il y ait eu diff renciation des gonades en testicules Les taux de gonadotrophines sont tr s lev s ainsi que celui de testost rone Le tractus g nital n ayant pas t diff renci et la spermatogen se n tant pas compl te on peut envisager un probl me au niveau des r cepteurs la testost rone La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 9 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour le g ne des r cepteurs la testost rone 8 Comparaison simple nue Une mutation par substitution au niveau du codon 774 a entra n le changement de ce codon CGC gt TGC ce qui a entra n le iaia changement de l acide amin correspondant arginine gt cyst ine cette mutation se situe dans un domain
96. moglobine form e de deux cha nes alpha et de deux cha nes b ta est partiellement compens e par une synth se accrue d h moglobine A2 deux cha nes alpha et deux cha nes delta et la persistance de synth se d h moglobine f tale deux cha nes alpha et deux cha nes gamma Il n existe pas de traitement curatif des thalass mies Les traitements propos s sont bas s sur la transfusion mensuelle d h maties qui outre qu elles offrent l int r t d augmenter le taux d h moglobine diminuent l hyperplasie de la moelle osseuse compensatrice et par l pr viennent un peu les anomalies du squelette Ces transfusions fr quentes ont cependant pour complication une surcharge in luctable en fer dommageable Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne de la globine b ta permet d atteindre S quences nucl iques qui charge le fichier GlobineBetaADN edi affichant les s quences des all les du g ne b ta globine correspondant trois all les codant pour une cha ne b ta fonctionnelle lall le HbA tant le plus fr quent l all le HbS l origine du ph notype dr panocytaire et celles de huit all les entra nant le ph notype thalassamique S quenc
97. mutations ind penda dans les deux branches Duplication g nique G ne ancestral des opsines verte et rouge Duplication g nique G ne ancestral Reconstitution de l histoire de la famille des opsines 155 ANAG NE Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes des hormones hypophysaires et placentaires Informations scientifiques Les hormones ant hypophysaires et placentaires forment deux familles multig niques la famille des g nes LH FSH TSH et HCG et la famille des g nes GH HPRL et HLP La famille des g nes LH FSH TSH et HCG Les hormones ant hypophysaires LH FSH et TSH et l hormone HCG sont des glycoprot ines form es par l assemblage de deux cha nes polypeptidiques les cha nes alpha et b ta Ces quatre hormones diff rent uniquement par leur cha ne b ta qui est la cha ne responsable de la sp cificit fonctionnelle de ces hormones Ces hormones jouent des r les diff rents dans l organisme les hormones LH et FSH participent au contr le hormonal du fonctionnement de l appareil reproducteur chez l homme et chez la femme l hormone TSH stimule le fonctionnement thyro dien et l hormone HCG stimule le corps jaune lors d un d but de grossesse Ces cha nes b ta sont cod es par des g nes qui sont situ s sur les chromosomes diff rents chromosome 1 pour le g ne de TSH b ta chromosome 11 pour le g ne de FSH b ta et chromosome 19 pour les g nes de LH
98. n alogique de la famille 2 La comparaison des all les du g ne b ta de chaque membre de la famille avec les all les de r f rence permet de d terminer le g notype de chacun Famille 1 L individu IT 2 suit les mesures de pr vention pr conis es pour limiter les crises dr panocytaires Il ne subit que des crises rares et peu intenses Il et I2 HbS HbA Femme dr panocytaire I1 HbS HbA Femme saine Homme sain I2 HbS HbS O Famille 2 l TTO 1 L individu IT 1 respecte les mesures de pr vention pr conis es Malgr cela il est sujet des crises dr panocytaires nombreuses et intenses Femme dr panocytaire Il et I2 HbS HbA Femme saine I1 HbS HbS H Homme sain Homme dr panocytaire I2 HbA HbA E OO Les indications fournies sur les arbres mentionnent que les individus malades des deux familles vivent dans les m mes conditions et respectent les m mes mesures de pr vention La prise en compte des informations apport es par le document concernant l h moglobine f tale permet de conclure l influence de l expression d autres g nes sur le ph notype dr panocytaire Les individus de g notype HbS HbS capables de produire encore beaucoup d h moglobine f tale sont beaucoup moins malades que les autres 56 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES PIusieurs g notypes pour un
99. nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N R96i 3 s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche R96i ou Sedit96 obtenue partir de la souche R92 soumise aux insecticides OP pendant quatre ans afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux 69 premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc vingt trois g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques exemple de la r sistance des Moustiques Un mod le la r sistance aux insecticides chez les Moustiques Innovations g n tiques et S lection naturelle permettent d atteindre Courbe de mortalit qui charge le fichier MortaliteSRjpg graphique de r sultats exp rimentaux chelle logarithmique On soumet des larves de Moustiques au dernier stade larvaire des doses croissantes d insecticides et on value le pourcentage de mortalit en fonction des concentrations utilis es Production d est rases qui charge le fichier quantiteesterase jpg pr sentation de r sultats exp
100. notypique externe f minin et le caryotype masculin L absence de diff renciation des gonades permet d envisager un probl me au niveau du g ne SRY codant pour le facteur tdf responsable de la diff renciation des gonades en testicules La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 7 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour le g ne SRY Comparaison simple Une mutation par substitution au niveau du codon 74 remplacement C gt A entra ne le changement de G ce codon CAG gt TAG On a donc M a a apparition d un codon stop gt SRY adn SRY Cas7 adn RRK Ha L EN p R p pr coce La prot ine synth tis e est U alors beaucoup plus courte K 1 73 acides amin s au lieu de 205 Zi Remarques Il n y a pas eu de s cr tion d AMH ni de testost rone pendant le d veloppement f tal donc pas de diff renciation des gonades en testicules il n y a pas eu non plus diff renciation en ovaires par manque d un deuxi me chromosome X Les concentrations en hormones gonadiques sont donc tr s faibles et celles en gonadotrophines comparativement lev es par manque de r trocontr le n gatif 197 ANAG NE Cas n 8 Homme ut rus S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation A
101. ottoman 9 PRISE EN MAIN tests cssertagnessstdneesd ssieseteneel log sense doateen c anne de raten OOE nb ae sate ne c tenocsc een ttece entend ane 11 Lenvironnement d ANGSCNE S ANR en se ee ct nt on nt NR 11 L int riace d AnGOne ER nt nt nt ie te ir tee a nn A Lt S 12 Les donn es Tourmes av c Anag ne suatn dininsdtnent merite EA EE E E E EEEE 14 Les donn es personnelles de l utilisateur nent sies ioesioi reedese eaei i ra eis iesi a Eae E r ioe EEEa 17 L ditio et les traitements de s quences seen 21 L classeur d Anag ne sss faire E E R RR E R E A E R 28 GUIDE DE R F RENCE ssas irnnunianinn innn nnn SA NASA iaa is ioiii 29 Lescommandes d s MENUS 5eme ERR RRA R O tie A E AO E lien nes ie 29 Les ic nes de la barre d outils sienn nnnm E E E 30 Eer iraka eara E A E es ee detre de ri ee Ode ON is te are ONE 31 Le visionneur d amMATONS sms rss eas e aeae else ESEESE EE ei ire ii rs ere ini Peer et Ne fee 32 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE meme 33 Introduction la banque de donn es et les notions du programme ss 33 Parent et diversit des organismes Universalit et variabilit de l information g n tique 35 Universalit de l information g n tique 35 Variabilit de linformation g n tique sise 36 Origine de la variabilit de l information g n tique ss 40 Unit du VIVANT nn nee rie ee ttes een nd nee en ER este nier nn A R EE EE 44 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S
102. permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 1 Homme non pub re puis Dosages cas 1 qui charge le fichier cas1 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 1 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Homme de ph notype masculin normal mais ayant un p nis infantile et des testicules de petite taille cet Homme a consult pour la premi re fois 17 ans cause d un retard pubertaire Traitements d but 17 5 ans prise de testost rone raison de 300 mg toutes les deux semaines Ce traitement a eu pour effet de d velopper les poils pubiens la barbe de faire muer la voix de faire cro tre le p nis et se d velopper les testicules de permettre les jaculations Arr t du traitement 19 5 ans L arr t du traitement a supprim la capacit d jaculer et a fait ralentir la croissance de la barbe Caryotype 46 XY Donn es histologiques La biopsie testiculaire a r v l que les cellules de Leydig dans le tissu interstitiel sont peu apparentes et peu d velopp es Dosages hormonaux Dosages immunologiques les dosages par fixation au r cepteur sp cifique donnent une valeur nulle
103. ph notype Ph notype v g tal g notype et environnement permet d atteindre Ph notype nain et synth se des gibb rellines pour charger les fichiers phenotypenain bmp qui affiche un texte pr sentant les caract ristiques macroscopiques et cellulaires du ph notype nain chez les v g taux ce texte signale aussi l importance des gib rellines pour une croissance normale de la plante biosynth gibb bmp par la commande biosynth se gibb rellines affichant un sch ma pr sentant diff rentes voies de la biosynth se des gibb rellines chromato bmp pr sentant les r sultats d une chromatographie comparative entre un Pois normal et un Pois nain Cette chromatographie r v le les quantit s relatives de quelques gibb rellines et permet de relier ainsi le ph notype macroscopique au ph notype biochimique Ph notype Ph notype Ph notype Ph notype macroscopique cellulaire biochimique mol culaire D veloppement Elongation Enzyme 3 b ta normal cellulaire normale Pr sence de GA Plante normale Ne He hydroxylase entren uds Multiplication en grande quantit i 5 gt fonctionnelle d velopp s cellulaire normale longation Plante en rosette cellulaire tr s Quantit s de GA1 Enzyme 3 b ta Plante naine entren uds tr s r duite et ie hydroxylase Re tr s r duites courts multiplication inactive cellulaire limit e 106 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE
104. prot ines xpaNorm et xpa 1 sont fonctionnelles Les autres prot ines ont une activit nulle ou r duite Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet par d veloppement de l arborescence d atteindre Polymorphisme xpb pour acc der All les xpb qui charge le fichier xpb_adn edi affichant les s quences strictement codantes de 3 all les du g ne xpb all les xpb_Norm et xpb_1 et xpb_2 Diff rences au niveau nucl ique Diff rences au niveau Nucl otide modifi Codon modifi prot ique Xpb Norm All le de r f rence Xpb_1 En 296 T gt C Codon 99 TTC gt TCC F gt S Xpb_2 En 355A gt C Codon 119 ACT gt CCT T gt P La prot ine xpbNorm est fonctionnelle Les autres prot ines ont une activit nulle ou r duite Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet par d veloppement de l arborescence d atteindre Polymorphisme xpc pour acc der All les xpc qui charge le fichier xpc_adn edi affichant les s quences strictement codantes de quatre all les du g ne xpc all les xpc_Norm et xpc_1 xpc_3 Diff rences au niveau nucl ique Diff rences au niveau Nucl otide modifi Codon modifi prot ique Xpc Norm All le de r f rence Xpc_1 En
105. r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 4 Homme st rile puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas4 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 4 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 4 Homme st rile puis Dosages cas 4 qui charge le fichier cas4 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 4 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Homme de 28 ans de ph notype masculin pub re qui pr sente une libido et des capacit s sexuelles normales Les organes g nitaux externes sont normaux mais les deux testicules sont petits et mous Cet Homme n a pas eu d enfants de deux mariages successifs Caryotype 46 XY Donn es histologiques L analyse du sperme met en vidence une azoospermie Une biopsie a montr la pr sence de cellules de Leydig normales Dosages hormonaux LH 12 Ul 1 Ind tectable par
106. relations de dominance r cessivit ces relations ne peuvent se d finir qu l chelle du ph notype clinique et non l chelle mol culaire en effet les deux all les s expriment dans la cellule 65 ANAG NE tude de la famille 2 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet gr ce au d veloppement de l arborescence Ph nylc tonuries PAH DHPR d acc der R f rences PAH ADN qui charge le fichier RefPAH ADN edi affichant des s quences strictement codantes de trois all les de la PAH all le PheNorm codant pour une enzyme PAH fonctionnelle all les Mut95 et Mut111 codant pour des enzymes PAH non fonctionnelles Ces all les ont t choisis car ce sont ceux qui sont pr sents dans les familles tudi es G notypes famille2 PAH qui charge le fichier AllFam2PAH edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la PAH de chacun des membres de la famille 2 Le g notype de Raymond Alain et Georgette est PheMut95 PheMut95 celui de Suzette Aline et Pierre est PheNorm PheMut95 G notypes famille2 DHPR qui charge le fichier AlIFam2DHPR edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la DHPR de chacun des membres de la famille 2 Le g notype de Raymond Aline Georgette et Pierre est DHPRNorm DHPRMut1
107. reste s rieuse et invalidante mais l esp rance de vie s est consid rablement accrue Le ph notype cellulaire Les h maties d un individu dr panocytaire ont tendance prendre une forme en faucille d o l autre nom de la dr panocytose an mie falciforme H maties normales Cette falciformation est due la pr sence de fibres d h moglobine S dans l h matie Les h maties d form es ralentissent la circulation sanguine dans les capillaires et peuvent m me les obstruer Le ph notype mol culaire L h moglobine S HbS est une prot ine t tram rique constitu e de deux cha nes de globine b ta S et de deux cha nes de globine alpha La globine b ta S diff re de la globine normale par un seul acide amin de la valine remplace un acide glutamique en position 6 Ce changement ne modifie pas la structure spatiale de la globine b ta et n affecte pas la poche de l h me La valine est un r sidu hydrophobe qui remplace donc un r sidu hydrophile Les globines tant entour es par un film d eau la pr sence d un site hydrophobe cr e un point de collage entre deux mol cules 51 ANAG NE d h moglobines voisines ce collage s tablit entre la leucine 88 et la ph nylalanine 85 d une cha ne alpha b ta et la valine 6 de la cha ne b tas Il se forme alors une structure cristalline en fibres La visualisation 3D obtenue avec le logiciel RasTop fichier hbshbs pdb ci desso
108. restriction consid r e Les g notypes sont donc les suivants pour l individu I3 OCA2m3 OCA2m3 pour les individus I1 12 Il et I2 OCA2norm OCA2norm pour les individus I3 I4 I4 IL et M2 OCA2m3 OCA2norm 218 BIBLIOGRAPHIE G nome humain et m decine Pour la Science janvier mars 2005 ALBERTS B et al Biologie mol culaire de la cellule Flammarion coll M decine Sciences 2004 ALBIN R TAGLE D Genetics and Molecular Biology of Huntington s Disease Trends in Neurosciences vol 18 n 1 1995 p 11 14 BEAUDET A L SCRIVENER C R The Metabolic and Molecular Basis of Inherited Disease McGraw Hill New York 2000 8 dition CASTEX F DIDES J J Enseigner l immunologie en terminale S CRDP du Languedoc Roussillon 2003 HARRY M G n tique mol culaire et volutive Maloine 2001 LECOINTRE G LE GUYADER H Classification phylog n tique du vivant Belin 2005 2 dition LUCHETTA P et al volution mol culaire Dunod 2005 ORLANDO L L Anti Jurassic Park Faire parler l ADN fossile Belin 2005 PICQ P Au commencement tait l Homme De Touma Cro Magnon Odile Jacob 2003 RAVEN P H et al Biologie v g tale De Boeck Universit 2000 RAYMOND M et al Insecticid resistance in the mosquito Culex pipiens Genetica 2001 112 113 287 296 RAYMOND M et al La r sistance du Moustique Culex pipiens aux insecticides Medecine Sciences n 12 vol
109. retirer la totalit des enzymes de cette liste en cliquant sur le bouton Effacer la liste De plus cette s lection peut tre m moris e en cliquant sur le bouton droit de la Souris au niveau de Lots personnels situ tout en bas de l arborescence puis en cliquant sur Ajouter un lot personnel et en lui donnant un nom Ainsi ces fichiers d enzymes pourront tre ouverts lors d une nouvelle session de travail en cliquant sur le bouton Fichier Pour supprimer un fichier d enzymes qui a t import dans les lots personnels par la fonction Importer ou bien cr partir des enzymes disponibles il faut apr s y avoir acc d par la commande Action enzymatique du menu Traiter utiliser la fonction Renommer le lot du menu contextuel Cette fonction appara t quand on clique du bouton droit alors que le pointeur de la Souris est sur le nom du lot d enzymes Il faut alors effacer totalement le nom pour faire appara tre la bo te de dialogue Supprimer et confirmer la suppression Il peut arriver que cette m thode ne fonctionne pas toujours souhait Dans ce cas il faut supprimer le ou les fichiers d enzymes qui se trouvent dans le dossier Sauve Lors du lancement d Anag ne ces enzymes ne sont plus alors r f renc s dans les lots personnels 25 ANAG NE Deux modes de repr sentation de l action enzymatique sont pr vus la visualisation sous la forme d un tableau ou d un graphique les deux modes pouvant tre retenus s
110. s y plut pas et partit pour les Pays Bas puis pour l Institut Rockfeller de New York Il d couvrit plus tard les groupes sanguins M et N ainsi que le facteur rh sus en collaboration avec Philip Levine Lansdsteiner re ut le prix Nobel de m decine en 1930 Les marqueurs des groupes sanguins principaux Les marqueurs des groupes sanguins principaux sont des glycolipides pr sents dans la membrane des h maties Il existe deux types de marqueurs des marqueurs de type A et des marqueurs de type B Ces marqueurs d terminent les groupes sanguins principaux e pr sence de marqueurs seulement groupe sanguin A e pr sence de marqueurs B seulement groupe sanguin B e pr sence de marqueurs et de marqueurs B groupe sanguin AB e absence de marqueurs A et B groupe sanguin O marqueur du type H pr curseur E gt marqueur du type A marqueur du type B mol cule lt N ac tyl lipidique galactosamine E oa actose iucose 69 ANAG NE Les deux derni res tapes de la cha ne de biosynth se des marqueurs A et B enzyme H enzyme marqueur pr curseur marqueur H avant derni re derni re tape tape Le g ne Fut1 code pour la synth se de l enzyme H EH Le g ne des groupes sanguins principaux code pour la synth se des enzymes A et B EA EB Les ph notypes sanguins B et O Ils sont d finis respectivement par la possession des antig nes membranaires A
111. s quence d acides amin s mutations faux sens additions prot ine plus courte d l tions mutations non sens des cons quences sur le ph notype cellulaire et clinique o une prot ine plus courte sera non fonctionnelle donc le syst me de r paration des alt rations de l ADN sera d faillant et les cellules vont devenir facilement canc reuses o une prot ine dont la s quence change beaucoup sera aussi non fonctionnelle le r le d une prot ine d pend de sa structure spatiale elle m me d termin e par sa s quence avec les m mes cons quences que pr c demment o le changement d un seul acide amin aura des cons quences variables elles seront importantes si cet acide amin fait partie du site actif ou est important pour la structure spatiale de la prot ine 93 ANAG NE La complexit des relations g notype ph notype S quences et documents Fichiers des s quences La commande Xeroderma de la banque de th mes d tude permet par d veloppement de l arborescence d acc der G notypes famille1 qui charge le fichier allfam1xero edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne xpc des individus de la famille 1 et les s quences des all les du g ne xpc pr sents dans cette famille Le g notype d Adrien Betty et J r me est xpcNorm xpcl celui de Priscille est xpcNorm xpcNorm celui de Nicolas est xpc1 xpcl G notypes famille2 qui charge le fichie
112. s quences nucl iques de g nes de globines La comparaison de ces s quences permet de mettre en vidence des sites tr s variables et des sites conserv s Sites tr s variables 50 55 60 65 70 75 a LEERTE EFT TR RCE UT I EE Ce at ST UE Tr Traitement 41 10 globine beta chien BEE D L T P D A U NSNAKUKAHGKKULNSFSDGLK 41 10 amp EE 8 S amp amp K6 1A 0 HE 6EDR AU 0 ES TE RE lt R lt ERQR lt lt EESS lt SE lt amp E K LL 0 Ezres 2h 2 2ER rENz R 2 2 amp EE N EE SO D EE LL RE RMNERE KE RS EE amp EE EE amp U N SAQ Er 6 PR EE TT L 6 L A LU x S lection 7 7 lignes af 120 125 130 MORE AUS MMM PME ASE NE dE N gt globine beta chien K E FT P UUQAAYQI globine beta thon 9 A pgg g 5 z 8 Rs ss dE ss 5 z M gt S D DC s S D g g 3 z3EZEy E E A N w S lection 7 7 lignes Rep rage de quelques sites tr s variables dans les globines b ta des Vert br s certaines positions on observe une grande variabilit des acides amin s selon les globines c est le cas en position 57 par exemple ou encore en position 130 Localisation de ces sites sur une mol cule 3D de b ta globine en rouge les sites particuli rement variables 166 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Sites conserv s KE Comparai
113. sentation des g nes BRCA1 et BRCA2 courbe bmp qui affiche la courbe indiquant la fr quence d apparition d un cancer du sein en fonction de l ge chez des femmes porteuses d un all le mut du g ne BRCA1 ou du g ne BRCA2 d apr s un article de Science vol 302 24 octobre 2003 arbreFamille1Cancer bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 1 Dans cette famille plusieurs cas de cancers du sein ont t observ s touchant plusieurs g n rations Ils sont li s la pr sence d un all le mut du g ne BRCA1 l all le mut2 qui provient l origine du p re I1 Arbre de la famille 1 Homme non atteint de cancer I2 atteinte d un cancer du sein 38 ans I4 atteinte d un cancer du sein 32 ans Femme non atteinte de cancer puis d un cancer des ovaires 36 ans I6 atteinte d un cancer du sein 52 ans M atteinte d un cancer du sein 26 ans Femme atteinte de cancer 97 ANAG NE Le constat fait sur l arbre g n alogique nombre lev de femmes atteintes d un cancer du sein dans cette famille ge pr coce d apparition du cancer sugg re l implication d un facteur h r ditaire Le texte de pr sentation des g nes BRCA et la courbe confirment que des mutations de certains g nes comme BRCAI et BRCA2 peuvent tre mises en relation avec les ph notypes canc reux tudi s la pr sence d un all le mut augmentant beaucoup le risque d
114. substitutions faux sens et ne permettent pas d illustrer les diverses modalit s des diff rences all liques les all les r sultant de mutations non sens d insertions et d l tions d calantes codant pour des prot ines tronqu es totalement non fonctionnelles sont sans doute rapidement limin s par la s lection naturelle 140 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Ce syst me all lique est aussi un outil pour faire saisir la filiation entre all les d un g ne L all le G6PDB le plus fr quent dans toutes les populations est sans doute l all le ancestral c est aussi le plus proche de celui s quenc chez le Chimpanz L all le G6PDA r pandu en Afrique r sulte d une substitution au nucl otide 376 de la r gion codante A376G dans l all le G6PDB Les trois all les G6PDA pr sentent cette m me diff rence avec G6PDB plus une autre tous les trois r sultent de mutations survenues au cours de la gam togen se d individus G6PDA et sont donc apparus post rieurement cet all le Par contre l all le G6PDM diff re de G6PDB par une substitution autre que celle trouv e dans G6PDA il provient d une mutation intervenue chez un individu G6PDB b mais on ne peut situer chronologiquement sa formation par rapport G6PDA Populations humaines G PDA 3 G PDA 2 G6PDA G6PDA G6PDB G6PDIM G6 PDBSEAT actuelles G PDA e 5637 G44C A376G Premi res populations humaines tous
115. t t tgh DEP Tien AR Montpellier BR M diterran e Distance de la mer km On peut alors constater que la fr quence des all les de r sistance est nettement sup rieure dans la zone trait e et qu elle diminue r guli rement lorsque l on s loigne de cette zone La recherche d une explication ces observations conduit naturellement faire intervenir la s lection positive des Moustiques porteurs d all les de r sistance dans la zone trait e Une tude exp rimentale a t men e pendant quatre ans en laboratoire afin de tester l influence de facteurs du milieu de vie sur les variations de fr quence all liques et ph notypiques La souche Edit R92 sur le graphe est une souche de Moustiques r sistants obtenue par les chercheurs en 1992 la suite de nombreux croisements La r sistance de la souche est due l all le EsterB1 qui entra ne une production consid rablement amplifi e de l est rase B1 La souche est initialement homozygote pour l all le B1 tous les Moustiques ont deux all les B1 avec le m me nombre de r p titions de B1 Les chercheurs ont divis cette population de Moustiques de lign e pure pour EsterB1 en deux La premi re fraction a t lev e pendant quatre ans dans un milieu sans insecticide R96a La seconde fraction a t soumise chaque g n ration au dernier stade larvaire l action d un insecticide OP une concentration entra
116. tests r v lateurs des marqueurs A et B Martine Luc Marion Famille 1 Les groupes sanguins sont indiqu s pour chaque individu La comparaison des all les de chaque individu avec les all les de r f rence du g ne ABO fournis permet de d terminer le g notype de chacun des membres de la famille le g notype de Paul est A O celui de Lisette est B O celui de Martine est O O celui de Luc est A B et celui de Marion est A O t all les2 de Paul O01 230 240 250 260 280 290 300 raitement 101 adn 10 adn V Ot adn aol 7 AC T G CTG CTC AT GTCTG AG CACAT CA CATCGI aul ABO Alf adn fol aul 8BO All2 adn af of Ke AC T G CTG CTC AT GTCTG AG CACAT CA CATCGI arion B0 4n ad arion 8BO 4ll2 ad af 10 AC T G CTG CTC AT GTCTG AG CACAT CA CATCGI uc 8BO 4lll adn dog k uc 8BO 8ll2 adn aol k G isette ABO AI adn 4l 0 G isette AB0 AllZ adn a gt 0 AC T G CTG CTC AT GTCTG AG CACAT CA CATCGI artine ABO Al ad 4 gt 0 AC T G CTG CTC AT GTCTG AG CACAT CA CATCGI artine 8Bo 4ll2 adnl4 10 AC T G CTG CTC AT GTCTG AG CACAT CA CATCGI w D D n La mise en relation du g notype et du
117. th mes d tude le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein du vivant G nes hom otiques pour acc der Hom obox nucl ique afin de charger les divers fichiers Bx box edi affichant les s quences nucl iques des hom obo tes de quelques g nes hom otiques de Drosophile Antp Dfd Lab Scr Pb Ubx AbdA AbdB d Homme Hox B4 B6 B7 B9 C6 de Souris Hox B4 B6 B7 B9 C6 de X nope Hox B4 B7 Hom odomaine prot ique afin de charger les divers fichiers Bx domaines edi affichant les s quences des domaines prot iques de quelques g nes hom otiques de Drosophile g nes AbdA AbdB Antp Lab Scr Dfd Pb et Ubx de Souris Hox B4 B6 C6 B7 B9 d Homme Hox B4 B6 C6 B7 B9 de X nope Hox B4 B7 B9 de Sacculine AbdB Antp et de Dicyemie Antp La Souris et l Homme sont des Vert br s mammif res le X nope est un Vert br amphibien la Drosophile est un Arthropode Insecte la Sacculine est un Arthropode crustac le Dicyemie est un animal parasite des Calmars et des Pieuvres tr s sp cialis M tazoaire du groupe des Lophotrochozoaires ce groupe inclut les Ann lides les Brachiopodes les Mollusques et les Bryozoaires Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein du vivant G nes hom otiques permet d at
118. trente six et trente neuf fois car selon les cas la possession d un tel all le est associ e aux signes de la maladie et dans d autres cas non La pr sence d une expansion anormalement importante de l acide amin glutamine dans la huntingtine conduit la mort neuronale par l activation de la machinerie apoptotique c est une mort par apoptose activation d un programme intrins que de mort cellulaire Le tableau ci dessous pr sente la fr quence des all les morbides dans une population de personnes atteintes de chor e de Huntington Toutes les personnes atteintes taient h t rozygotes d apr s Hum Mol Gen 1993 vol 2 n 12 p 2 063 2 067 Nombre de r p titions du triplet CAG de l all le Fr quence de l all le en 40 6 69 41 11 15 42 11 46 43 10 83 44 12 42 45 12 10 46 8 91 47 7 48 5 10 49 2 23 50 1 91 51 1 59 52 2 87 53 0 96 54 0 64 55 1 27 56 0 57 0 64 58 0 96 61 0 32 63 0 32 73 0 32 75 0 32 On a constat l apparition de cas de chor e de Huntington dans des familles o la maladie n avait pas t identifi e pr c demment tant donn la dominance du ph notype morbide ces cas semblent dus des n omutations L analyse au niveau mol culaire du g ne IT15 chez de tels malades et leurs parents a r v l qu un des parents tr s g n ralement le p re poss dait un all le avec une r p tition
119. un ou l autre des chromosomes X La femme h t rozygote poss de deux populations d h maties l une G6PD d ficiente l autre avec une enzyme G6PD efficace L importance relative de ces deux populations varie d une femme l autre 139 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique du g ne de la G6PD S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne de la G6PD permet d atteindre All les G6PD qui charge le fichier alleles G6PD HS edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de quelques all les du g ne de la G6PD Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne de la G6PD permet de charger les fichiers roleG6PD bmp affichant les informations suffisantes sur les cons quences de la d ficience de l enzyme frequenceG6PD bmp indiquant que les all les G6PDA et G6PDA ont une fr quence lev e en Afrique vrai dire on les trouve aussi dans les Am riques et dans les r gions o il y a des populations d origine africaine L all le G6PDM est ainsi nomm car il est polymorphique dans les pays du bassin m diterran en y compris l Afrique du Nord
120. une hyperph nylalanin mie Ce test consiste faire ing rer des tablettes de ph nylalanine raison de 100 mg kg et trois heures plus tard de la BH4 dissoute dans un jus d orange ou de l eau Des analyses sanguines sont r alis es avant l ingestion de ph nylalanine puis au bout de trois heures sept heures et onze heures L hyperph nylalanin mie est nette au bout de trois heures l hyperph nylalanin mie mod r e au d part s explique par le fait que les patients suivaient un r gime alimentaire depuis leur naissance le test de Guthrie ayant permis de d pister pr cocement leur maladie En cas de PAH non fonctionnelle la prise de BH4 n a aucun effet En cas de BH4 non recycl la prise de BH4 est suivie d un retour une ph nylalanin mie physiologique normale On peut ainsi d terminer si l hyperph nylalanin mie est due une mutation touchant le g ne de la PAH ou une mutation touchant l un des g nes impliqu s dans la synth se ou le recyclage du BH4 Fhe 100 mg kg 4 EH 20 mg kg 1400 4 1200 PKU cas d un individu pour lequel le ph notype ph nylc tonurique est d 1000 une anomalie de fonctionnement de la 3 800 PEU PAH E DHPR et GTPCH PTPS cas d individus e 600 DHPR CRMH pour lesquels le ph notype j ph nylc tonurique est d une anomalie de recyclage pour le DHPR ou de synth se pour le GTPCH PTPS du BH4 voir le sch ma de la synth se 400 200 GTPCH PTES
121. utilis pour les relations de parent au sein des eucaryotes Les g nes hom otiques permettent de rechercher les parent s chez les m tazoaires bilat raliens Les g nes codant pour les globines alpha et b ta se pr tent l tablissement de phylog nies chez les Vert br s et le g ne codant pour le pigment visuel de courte longueur d onde opsine S ou bleue peut tre utilis pour pr ciser les relations de parent chez les Primates Enfin la banque contient des s quences de l ADN mitochondrial de Primates actuels et de l Homme de Neandertal Ces s quences peuvent servir pour pr ciser les relations de parent chez les Primates mais surtout avec l exploitation de l ADN fossile des neandertaliens permettent de discuter des relations entre l Homme de Neandertal et Homo sapiens 2 En ce qui concerne la partie Stabilit et variabilit des g nomes et volution les s quences et documents fournis permettent d envisager les diff rents types d innovations g n tiques et les m canismes susceptibles d assurer leur maintien dans les populations e L exemple des globines classique mais tr s document est le plus riche et peut tre utilis pour tablir les principales notions En effet l analyse des divers all les du g ne b ta conduit faire le point sur les diff rents types de mutations ponctuelles et celle des g nes codant pour les diff rentes cha nes de globine permet d tablir la notion de famille multig ni
122. 1 all le ref BRCA1 12 M1 116 I o all le ref BRCA1 allele mut2 BRCA1 I1 I2 I3 I4 I5 I2 M3 de mettre en vidence le fait que les femmes malades sont h t rozygotes donc qu un seul all le suffit pour augmenter le risque de la maladie de constater que la femme Il bien qu h t rozygote n a pas d velopp de cancer du sein ce qui permet de dire que le fait de poss der un all le mut du g ne BRCA1 n implique pas forc ment la maladie de dire que la femme I3 est h t rozygote et qu elle a donc un risque sup rieur la normale de d velopper un cancer du sein On peut donc conclure que la possession d un all le mut du g ne BRCA1 pr dispose l apparition d un cancer et que cette pr valence n est pas totale D autre part il faut bien que l l ve comprenne l int r t d un d pistage de la pr sence d un all le mut du g ne BRCA1 ou 2 il s agit de pouvoir dire une femme si elle a un risque particulier et de lui proposer alors une surveillance accrue de fa on pouvoir intervenir pr cocement et limiter les cons quences de la maladie 101 ANAG NE Influence d autres facteurs Documents Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Cancer du sein permet d atteindre Influence de l environnement pour charger les fichiers preventionCancer bmp qui affiche un texte pr sentant les mesures de pr vention en faveu
123. 2 60 9 63 100 toile 633 62 7 63 3 69 100 de mer Grenouille 58 3 57 57 9 62 9 65 2 100 Homme 65 7 63 6 66 71 7 74 1 78 8 100 Levure 62 6 62 6 63 60 6 63 58 9 63 6 100 Ma s 81 6 92 9 81 61 6 63 3 59 5 64 6 63 3 100 Oursin 60 5 60 1 61 1 68 4 75 1 64 1 72 1 59 8 60 1 100 Poisson rouge Poulet 65 3 62 644 69 71 6 77 9 91 4 62 62 4 70 82 8 100 63 9 63 6 64 6 69 2 74 8 77 2 82 8 61 9 63 9 70 2 100 Rat 65 3 64 65 7 71 7 73 7 79 1 97 6 64 63 6 72 7 83 8 91 6 100 X nope 65 2 62 9 64 6 68 9 71 5 87 7 86 8 61 9 63 6 71 2 84 8 87 4 85 4 100 Matrice des identit s en entre les prot ines cdc2 fournies obtenue partir d un alignement avec discontinuit NB Ces r sultats ont t obtenus en choisissant une s quence de r f rence la premi re et en maintenant toutes les autres dans l ordre alphab tique des noms Du fait de l algorithme de comparaison ces r sultats peuvent tre l g rement diff rents de ceux obtenus par comparaison des s quences deux deux Remarques e D un point de vue pratique pour obtenir le degr d identit entre les s quences compar es il faut cliquer dans la premi re case de la ligne traitement de fa on y faire appara tr
124. 2 sont tyralb A2 tyrcod2 12 Il et I1 sont tyrcod2 tyrcod2 B et II4 sont tyrcod1 tyralb A1 I 4 est tyrcod2 tyrcod1 II3 est m tyrcod2 tyralb A1 III2 et II sont L 3 tyralb A1 tyralb A2 Fh nstypes des individs albinos de cette famille absence totale de pigmentation des cheveux de la peau des veux troubles ooulaives partir de Am J Hum Gen 1993 V52 p 406 413 Famille 2 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes albinos permet par le d veloppement de l arborescence d acc der All les famille tyrosinase qui charge le fichier AllelesTyrFamille2 edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la tyrosinase des membres de la famille 2 avec les all les du g ne de la tyrosinase pr sents dans cette famille Les g notypes des individus sont les suivants I 1 II 1 et II 3 sont tyrcod2 tyralb A4 I 2 et II 1 sont tyrcod2 tyralb A3 13 et II 4 sont tyrcod1 tyrcod1 I 4 II 3 et II 5 sont tyrcod1 tyrcod2 II 2 est tyralb A4 tyralb A3 II 2 est tyrcod1 tyralb A3 All les OCA2 qui charge le fichier OCA2 edi affichant les quatre all les du g ne OCA2 et les prot ines P correspondantes L all le OCA2 normal code pour une prot ine P fonctionnelle les all les OCA2 m1 OCA2 m2 et OCA2 m3 codent pour
125. 2452A gt C Codon 818 AAA gt CAA K gt Q Xpc_2 Addition d un triplet GTG Codon 582 en plus Un acide amin en plus en 582 en 1744 1745 1746 cha ne de 941 acides amin s au lieu de 940 Xpc_3 D l tion de deux D calage du cadre de Cha ne plus courte 401 nucl otides en 1137 et 1138 lecture acides amin s au lieu de 940 La prot ine xpcNorm est fonctionnelle Les autres prot ines ont une activit nulle ou r duite 71 ANAG NE Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet par d veloppement de l arborescence d atteindre Polymorphisme xpd pour acc der All les xpd qui charge le fichier xpd_adn edi affichant les s quences strictement codantes de six all les du g ne xpd all les xpd_Norm et xpd_1 xpd_5 Diff rences au niveau nucl ique Diff rences au niveau Nucl otide modifi Codon modifi prot ique Xpd Norm All le de r f rence Xpd_1 En195 CT Codon 659 CGG gt TGG R gt W Xpd_2 En 1553 A gt G Codon 518 TAC gt TGC XSG Xpd_3 En 1976 G gt A Codon 659 CGG gt CAG R gt Q Xpd_4 En 2104C gt T Codon 702 CAG gt TAG Cha ne plus courte 701 codon stop acides amin s au lieu de 707 Xpd_5 En 1309 C gt G Codon 437 CTG gt GTG L gt V D l tion partir du Manque tous les codons Cha ne plus courte 692 nucl otide 2078 partir du 693 acides
126. 3 III2 est tyrcod1 tyralb A3 m Pour le g ne OCA2 n D mM I2 et I5 sont Ph notype de l individu IIZ OCA2 norm OCA2 norm I3 I4 M3 absence totale de pigmentation des cheveux de la peau des yeux II4 m1 III2 I3 sont troubles oculaires 7 OCA2 norm OCA2 m1 II3 est OCA2 Ph notype de l individu II3 m1 OCA2 m1 pigmentation des cheveux de la peau des yeux faible la naissance elle augmente durant la vie sans atteindre le niveau normal troubles oculaires partir de Brit J Ophtal 1952 V 36 p 37 82 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Les ph notypes de l alpha antitrypsine Informations scientifiques Ph notype mol culaire et ph notype clinique L alpha AT est une prot ine plasmatique constitu e d une cha ne prot ique de 394 acides amin s et de trois cha nes lat rales glucidiques Ces cha nes lat rales se branchent sur la cha ne peptidique au niveau de trois r sidus asparagine asn 46 83 et 247 C est une glycoprot ine globulaire d une masse de 52 kdaltons Si l on r alise une lectrophor se des prot ines plasmatiques elle fait partie du pic des alphal globulines d o le d but de son nom La concentration plasmatique d alpha AT est g n ralement comprise entre 1 5 et 3 5 g 1 Elle diffuse dans le liquide interstitiel o sa concentration est toutefois beaucoup plus faible environ 1 10 de celle du pla
127. 37 GCG gt GTG AV 1200 A gt C Codon 400 GAA gt GAC E gt D 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG A gt V a 1200 A gt C Codon 400 GAA gt GAC E gt D 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG A gt V 863 A gt T Codon 288 GAA gt GTA E gt V Z 1096 G gt A Codon 366 GAG gt AAG E gt K Null 1 552 d l tion de C Codon184 TAC gt TAG 189 arides amin s au Wai 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG at a n 721 A gt T Codon 241 AAG gt TAG lieu de 418 Tableau de comparaison des all les de l alpha AT et des prot ines correspondantes La comparaison des all les des membres de cette famille aux diff rents all les du g ne de l alpha AT permet de d terminer le g notype de chaque individu de la famille L arbre g n alogique fourni pr cisant les taux 85 ANAG NE d alpha AT plasmatique des diff rents membres de la famille ainsi que leur ph notype clinique on pourra ainsi discuter de la relation g notype ph notype Arbre g n alogique d une famille dont certains membres pr sentent des cas d emphys me pulmonaire 1 4 g 1 1 02 qg 1 0 9 g l A emphys me pulmonaire C C pas de signes d emphys me pulmonaire Individu 115 d c d 40 ans Troubles depuis l ge de 30 ans Individu 1113 fumeur G notypes des individus de la famille Individu G notype 11 M 1 Null1 12 M1 Null1 111 Z Z 112 M 1 Null1 I3 M 1 Null 1 I4 M 1
128. 4 4 100 0 Poule 70 2 70 2 69 5 66 7 100 0 Canard 71 6 71 6 70 9 70 2 87 2 100 0 Alligator 66 7 66 7 66 0 63 8 71 6 74 5 100 0 Ca man 67 4 67 4 66 7 62 4 73 0 72 3 85 8 100 0 Crocodile 68 8 68 8 68 1 66 0 75 9 78 0 87 9 85 1 100 0 Triton 57 4 57 4 57 4 53 2 56 0 55 3 53 9 54 6 56 0 100 0 Thon 54 5 54 5 54 5 52 4 49 7 51 0 53 1 51 7 51 7 45 5 100 0 Raie 45 4 45 4 45 4 45 4 41 1 41 1 44 0 44 0 42 6 37 6 37 6 100 0 Matrice des identit s en pourcentage 126 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Homme Bonobo Gorille Chien Poule Canard Alligator Crocodile Caiman Triton Arbre de parent que l on peut obtenir partir de l exploitation de cette matrice On constate que cet arbre phylog n tique est conforme celui obtenu partir de donn es morphologiques et anatomiques Aux n uds successifs de cet arbre on trouve les anc tres communs aux Gnathostomes Ost ichtyens T trapodes Amniotes Mammif res et Archosauriens partir de la comparaison des b ta globines de quelques Vert br s fichier globines beta vertebres edi Homme Bonobo Gorille Chien Poule Canard Alligator Ca man Crocodile Triton Thon Raie Homme 100 0 Bonobo 100 0 100 0 Gorille 99 3 99 3 100 0 Chien 89 7 89 7 90 4 100 0 Poule 69 2
129. 68 AGT gt TGT et donc le remplacement de l acide amin s rine par une arginine Traitement gt RGNRH adn v Remarques Il n y a pas eu d anomalie lors de la diff renciation des testicules durant la vie f tale car l HCG placentaire produite de fa on ind pendante du complexe hypothalamo hypophysaire a permis une diff renciation des organes g nitaux dans le sens m le 195 ANAG NE Cas n 7 inversion sexuelle chez deux filles S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 7 Femme non pub re Syndrome de Swyer puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas7 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 7 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d
130. B2 plusieurs copies de l ensemble des deux all les A2 B2 L existence de plusieurs superg nes ester diff rents ester B2 ester B4 ester A2 B2 ester A4 B4 indique que plusieurs innovations g n tiques l origine de la r sistance sont intervenues de fa on ind pendante dans les populations de Moustiques duplications partir de l all le B2 duplication partir de l all le B4 Cependant le polymorphisme des g nes A et B est tr s nettement sup rieur celui des superg nes ester cela indique donc que les mutations l origine des superg nes ester sont relativement rares D autre part on a pu constater que des all les ester apparus en premier dans une r gion se retrouvaient ensuite dans une autre r gion assez loign e cela s interpr te comme le r sultat de migrations des Moustiques par transport a rien ou maritime par exemple et non comme le r sultat de deux mutations identiques ind pendantes Le niveau d amplification varie selon les all les ester il peut atteindre cent copies du g ne ou plus pour ester B1 tandis qu il ne d passe pas quelques copies pour ester A4 B4 De plus pour un m me all le par exemple ester B1 le niveau d amplification peut tre variable selon les individus au sein d une population sauvage ou entre des populations diff rentes Enfin il existe un all le ester A1 pour lequel la production accrue d est rases n est pas due l amplification
131. Cro Magnon Ainsi jusqu ici aucune trace neandertalienne n a t mise en vidence chez les Hommes de Cro Magnon Il semble que l Homme de Neandertal n a l gu aucun tribut g n tique l Homme moderne Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein des Hominid s ADN mitochondrial permet d atteindre Primates qui charge le fichier Primates edi affichant la s quence consensus humaine de r f rence et de divers Primates Actuels et fossiles qui charge le fichier 7mod 3neand 2cromagnon 2pan edi affichant les s quences de sept Hommes actuels appartenant divers continents trois neandertaliens deux de Feldhofer l autre de Croatie deux Hommes de Cro Magnon ceux d Italie et deux Chimpanz s ADN mitochondrial partiel qui charge le fichier ADN Mito partiel edi portant sur une portion de cette s quence de 345 nucl otides et qui a t labor partir des s quences d un fragment d amplification de neandertaliens obtenus par l quipe de David Serre et d Andr Langaney les affichant pour l Homme moderne Cro Magnon neandertalien Les s quences fournies sont celles de la r gion hypervariable 1 de l ADN mitochondrial de divers Primates et d Hominin s Afin de pouvoir faire des comparai
132. DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES dr panocytaire on trouve toujours un all le HbS celui ci peut tre associ soit un autre all le HbS g notype HbS HbS soit l all le HEC soit un all le Hb thalass mique L all le HEC diff re de l all le HbA par une mutation au 6 codon qui a pour cons quence la substitution de l acide glutamique par la lysine G n ralement le g notype HbS HbC se traduit au niveau clinique par un ph notype dr panocytaire nettement moins accus que celui entra n par le g notype HbS HbS Un all le Hb thalass mique entra ne un arr t anticip de la cha ne b ta au cours de la traduction et donc la synth se d une cha ne b ta raccourcie non fonctionnelle La variabilit des ph notypes dr panocytaires Parmi une population d individus de g notype HbS HbS on a identifi deux cat gories de patients certains d veloppent des crises dr panocytaires graves et fr quentes d autres ne d veloppent qu exceptionnellement des crises qui restent b nignes Les patients qui souffrent de crises caract ristiques de la dr panocytose ont un taux d h moglobine F inf rieur 10 o ceux qui ne d veloppent que de rares crises ont un taux d h moglobine F qui atteint 2 7 H maties contenant de l h moglobine foetale dans la population porteuse du g notype HBSHHBS 70 60 50 D E 40 T 5 30 a 20 10 0 0 1 2 3 L h
133. Futicod par une substitution en position 442 G gt T Il s agit d une mutation faux sens qui entra ne le changement d un acide amin dans la s quence du polypeptide Cette diff rence suffit rendre l enzyme non fonctionnelle e All le Fut1h5 diff re de l all le Futlcod par deux substitutions en position 460 T gt C et 1042 G gt A Il s agit de mutations faux sens qui entra nent le changement de deux acides amin s dans la s quence du polypeptide Ces diff rences suffisent rendre l enzyme non fonctionnelle La comparaison des all les du g ne Fut 1 des membres de la famille 2 avec les all les Fut1 de r f rence RefFutl edi et Fam2Futl edi permet de d terminer leur g notype Pascale Magali et B r nice sont de g notype H h Paul et Roland sont de g notype h h Ainsi l incoh rence constat e auparavant pour Paul et Roland trouve ici une explication bien que poss dant un all le A ou B ils sont de groupe O car la synth se du pr curseur H ne peut avoir lieu l enzyme h1 tant inactive On montre ainsi qu un ph notype peut d pendre de plusieurs g nes et qu un m me ph notype clinique peut correspondre plusieurs g notypes 75 ANAG NE Les ph notypes albinos Informations scientifiques Les m canismes assurant la pigmentation de la peau La pigmentation est un processus complexe qui r sulte de la synth se de pigments sp cifiques les m lanines notamment au sein des m
134. H edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la PAH de chacun des membres de la famille 1 le g notype de Didier d Annie et de Marc est PheNorm PheMut9 5 celui de St phane est PheMut95 PheMut95 et celui de Sylvie est PheNorm PheNorm Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet d acc der par Dominance et r cessivit Famille 1 au fichier famiphenyl bmp pr sentant l arbre g n alogique de la famille 1 avec indication des ph notypes Dans cette famille le ph notype ph nylc tonurique des individus malades est d l all le PheMut95 du g ne de la PAH L tude de cette famille permet de se familiariser avec la m thode de d termination des g notypes et de discuter des relations de dominance r cessivit Famille 1 Didier Annie St phane Marc Sylvie Gar on atteint de Gar on non malade g i ph nylc tonurie Fille non malade La comparaison des all les de chaque individu avec les all les de r f rence de la PAH fournis permet de d terminer le g notype de chacun des membres de la famille le g notype de Didier d Annie et de Marc est PheNorm PheMut95 celui de St phane est PheMut95 PheMut95 et celui de Sylvie est PheNorm PheNorm La mise en relation du g notype et du ph notype pour les individus h t rozygotes permet ensuite de discuter des
135. LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 3 Femme non pub re puis Dosages cas 3 qui charge le fichier cas3 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 3 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Jeune femme de 18 ans de ph notype f minin normal Pr sence de signes pubertaires d veloppement normal des seins et des poils pubiens et axillaires mais absence de menstruations L chographie r v le deux ovaires de taille normale Caryotype 46 XX Donn es histologiques Absence de corps jaunes et de follicules m rs dans les ovaires Dosages hormonaux Gamme des valeurs obtenues par des dosages journaliers pendant un mois Les taux mesur s ne pr sentent aucune variation cyclique quelle que soit l hormone tudi e Aucun changement des concentrations des hormones de FSH ou de LH 14 38 UI 1 LH moyenne 26 8 11 UI 1 FSH moyenne 9 6 53 l strog nes pg m moyenne 37 0 26 0 48 l Progest rone nee moyenne 0 37 188 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es Les taux d hormones hypophysaires sont peu pr s normaux mais sans variation cyclique par contre les taux d hormones ovariennes sont tr s faibles Les follicules se d veloppent mais l ovulation n a pas lieu et aucun corps jaune ne se forme donc expliquant le taux tr s
136. LP n tant pas sur le m me chromosome que le g ne HPRL il faut galement faire intervenir un ph nom ne de transposition ou translocation de g nes lors de la duplication la plus ancienne tous les Vert br s poss dant les g nes GH et HPRL on peut dire que la duplication l origine de ces deux g nes est plus ancienne que l apparition du groupe des Amphibiens soit il y a environ 400 Ma Les trois hormones n ayant pas les m mes r les on peut discuter de l effet des mutations apparues et fix es diff remment selon les branches ces mutations sont l origine des fonctionnalit s nouvelles acquises par ces hormones l l ANAG NE Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes hom otiques Informations scientifiques Cf page 45 classe de seconde Les g nes hom otiques interviennent au cours du d veloppement embryonnaire notamment pour diriger l expression d autres g nes et permettre ainsi la mise en place des diff rents organes on les qualifie de g nes ma tres ou g nes architectes Ils d terminent la disposition des organes le long de l axe ant ro post rieur Les g nes hom otiques sont des g nes r gulateurs activation ou inhibition de l expression d autres g nes Ce sont des g nes hom obo te ou homeobox c est dire qu ils codent pour une prot ine dont un domaine est tr s conserv au cours de l volution Ce domaine pr
137. Les donn es histologiques montrent l absence de cellules de Leydig ce qui contribue la faiblesse du taux de testost rone et met en vidence le r le important jou par la LH dans la diff renciation de ces cellules 187 ANAG NE Cas n 3 hypogonadisme chez une jeune fille S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 3 Femme non pub re puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas3 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 3 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction
138. Moustiques La courbe de mortalit de Sedit R96i est d cal e vers la droite par rapport celle de Edit92 R92 Cela indique que globalement la population Sedit R92i est plus r sistante que la population Edit R92 dont elle est issue La dose DL50 pour la souche Edit92 R92 est environ 5 102 et pour SEdit96 R96i elle est environ de 2 5 104 ce qui donne un rapport de 5 environ La courbe de Edit96 R96a est d cal e vers la gauche par rapport Edit92 R92 globalement la population Edit96 R96a est moins r sistante que celle de Edit92 R92 La DL50 de Edit96 R96a est de 2 102 ce qui donne un rapport vis vis de Edit92 R92 de 0 4 On constate donc une s lection positive des Moustiques r sistants dans la population soumise au fil des g n rations l insecticide mais aussi une s lection en faveur d organismes moins r sistants dans la population lev e en absence d insecticide Cela semble indiquer un d savantage des Moustiques r sistants dans le milieu sans insecticide Une premi re explication de ce co t de la r sistance certes sans support exp rimental consiste dire qu en l absence d insecticide la quantit consid rable d est rase produite l est pour rien Il est possible que la production d une telle quantit de prot ines comparativement aux Moustiques sensibles affecte d une certaine fa on la valeur s lective O
139. NS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE La similitude entre les g nes CDC2 est sup rieure 60 Associ e l exp rience de transgen se elle conduit l id e que tous ces organismes poss dent en commun ce g ne h ritage d un g ne CDC2 poss d par l anc tre commun toutes ces esp ces Remarques Pour un l ve des similitudes de l ordre de 60 peuvent para tre non significatives Il faut donc rappeler ce qui a t vu au moment de l tude de l ADN savoir que si deux s quences n ont aucun lien entre elles la similitude est de l ordre de 25 En outre il peut para tre bizarre pour les l ves que des diff rences nombreuses entre les g nes n entra nent pas de cons quences fonctionnelles alors qu une diff rence r duite entre deux all les avait dans les exemples pr c dents des cons quences ph notypiques importantes Il y a donc n cessit de rappeler que si une diff rence fonctionnelle est toujours li e une diff rence dans la s quence la r ciproque n est pas vraie exemple vu propos d un all le de HBB Plans d organisation des animaux et g nes hom otiques Informations scientifiques Ces informations concernent les th mes susceptibles d tre trait s en seconde et terminale En revanche les suggestions p dagogiques qui figurent dans ce chapitre sont propres la classe de seconde propos des g nes hom otiques Les mutants hom otiques Les ph notypes hom otiqu
140. Norm par une d l tion d un nucl otide C en position 291 ce qui se traduit par l apparition d un codon stop pr coce et une prot ine plus courte non fonctionnelle L all le DHPRMut2 diff re de all le DHPRNorm par une substitution d un seul nucl otide en position 322 T gt G Cela se traduit par le changement d un acide amin dans la s quence de l enzyme ce qui suffit la rendre non fonctionnelle L all le DHPRMut3 diff re de l all le DHPRNorm par l addition d un triplet TAC ce qui se traduit par l addition d un acide amin dans la s quence de l enzyme ce qui suffit la rendre non fonctionnelle La comparaison des all les du g ne DHPR des membres de la famille 2 avec les all les de r f rence de ce g ne allfam2DHPR edi refDHPR edi permet de d terminer le g notype de chacun pour ce g ne le g notype de Raymond Aline Georgette et Pierre est DHPRNorm DHPRMut1 celui d Alain et de Suzette est DHPRMut1 DHPRMut1 Une discussion sur le ph notype d Aline par exemple permet de d terminer les relations de dominance r cessivit entre ces deux all les L tude du g notype de Suzette permet d expliquer l incoh rence constat e auparavant Suzette pr sente un ph notype ph nylc tonurique alors qu elle poss de un all le PAH normal car elle est homozygote DHPRMut1 DHPRMut1 et ne peut donc synth tiser une enzyme DHPR fonctionnelle Le recyclage du BH4 ne peut donc se faire et
141. OCA1 il met en cause une anomalie de fonctionnement de la tyrosinase mutation dans le g ne de la tyrosinase On conna t plusieurs types d albinisme OCA1 o l albinisme OCA1 1A ou tyrosinase n gative ce ph notype a t trouv dans tous les groupes ethniques travers le monde Il est li une activit nulle de la tyrosinase Les enfants naissent avec des cheveux blancs la peau blanche les yeux bleus et ces caract ristiques persistent tout au long de leur vie La peau ne bronze pas et reste tr s sensible au soleil tout au long de la vie o l albinisme OCA1 1B ou type jaune il est reconnu dans beaucoup de populations et a t d couvert dans la population Amish tat de l Indiana USA Les enfants naissent avec les cheveux blancs et la peau blanche mais les cheveux se colorent en blond au cours des premi res ann es et peuvent devenir blond fonc chez l adulte La peau devient cr me et peut bronzer au soleil L iris bleu gris peut aussi se pigmenter davantage o l albinisme OCA1 TS ou type thermosensible n es avec une peau blanche des poils blancs et des yeux bleus certaines personnes au moment de la pubert d veloppent une pigmentation sur les zones les plus froides de leur corps comme les bras et les jambes Selon la temp rature de l endroit du corps consid r on aura une pigmentation plus ou moins d velopp e e Albinisme OCA2 la tyrosinase a une activit normale et l
142. P G ne GH ancestral G ne GH ancestral Duplication g nique SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S La GH tant pr sente chez tous les Vert br s alors que la HLP n est pr sente que chez les Mammif res placentaires on peut dater approximativement la duplication l origine des g nes de ces deux hormones chez l Homme elle a eu lieu chez une esp ce l origine de tous les placentaires actuels soit environ entre 85 et 100 Ma D autre part cela permet de dire que le g ne ancestral devait coder pour une mol cule de type GH Les taux d identit entre les g nes HLP et GH HPRL sont beaucoup plus faibles mais suffisants pour dire que ces g nes sont homologues et que ces prot ines sont homologues surtout si l on consid re la conservation de plusieurs acides amin s des positions pr cises dans les prot ines cod es et la structure globale identique de ces g nes Comme on obtient trois g nes partir d un g ne ancestral unique on peut dire qu il y a eu deux duplications dans cette famille de g nes G ne GH G ne HLP G ne HPRL Apparition ef fixation de mutations diff rentes suivant les branches G ne ancestral G ne ancestral GH GH Quplications g nique G ne ancestral GH Apparition at fixation de mutations diff rentes suivantes branches G ne ancestral G ne ancestral GH GH Quplications g nique G ne ancestral GH Les g nes des hormones GH et H
143. QUES CLASSE TERMINALE S RIE S Maintien des innovations g n tiques SSExemple de la G6PD Paludisme s lection naturelle Informations scientifiques Cf page 138 classe terminale Pistes d exploitation p dagogiques Les donn es sur les all les de la G6PD ont permis d tablir que ceux ci r sultent de mutations partir d un g ne ancestral G6PDB et de r fl chir ainsi la filiation entre ces all les Ces all les ont aussi une fr quence tr s variable suivant les populations La recherche d explications ces diff rences permet de renforcer la notion de s lection naturelle positive Fr quence des all les d un g ne et s lection naturelle S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques Exemple de la G6PD Paludisme s lection naturelle permet d atteindre All les de la G6PD S lection qui charge le fichier G6PD HS edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de quelques all les du g ne de la G6PD Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques paludisme G6PD s lection naturelle permet d atteindre R le G6PD qui charge le fichier roleG6PD bmp fournissant des informations scientifiques sous forme d un petit texte concernant la G6PD et les cons qu
144. RH 60 ng kg Dose de GnRH 60 ng kg toutes les 2 heures toutes les 2 heures LH UN lt 0 5 Ul 1 lt 0 5 UI 1 FSH Ul l lt 0 2 UI 1 lt 0 2 UI 1 Testost rone 3 7 nmom l 2 7 nmom l Traitement par une association de hMG 75 UI HCG 500 UI trois fois par semaine Apr s quatorze mois de traitement la biopsie testiculaire montre une spermatogen se compl te formation de spermatozo des Dur e du traitement Deux mois Dix mois Vingt quatre mois Testost rone 16 8 nmol l 27 1 nmol l 24 nmol l Gauche 10 Gauche 12 Gauche 15 Volume des t sticules eni ml Droit 10 Droit 10 Droit 14 194 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es On observe un taux tr s faible des hormones FSH LH et testost rone et ce m me en cas de stimulation par la GnRH Ces taux tr s faibles expliquent l absence de spermatogen se compl te Le traitement par la HMG HCG quivalent LH est par contre efficace les r cepteurs ces hormones sont donc fonctionnels On peut alors envisager un probl me au niveau de la GnRH ou de ses r cepteurs La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 6 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour les r cepteurs la GnRH Comparaison simple Une substitution a eu lieu en position 504 A gt T Cela entra ne le changement du codon 1
145. RIES S L ET ES see 49 Introduction la banque de donn es et les notions du programme ss 49 G notype ph notype Environnements te nine nn E AE EES E ETET EEEE ESPERES 51 Les ph notypesdr panocytaiteS secesie ii E E E E REE 5I Les ph notypes ph nylc tonuriques ss 58 Les ph notypes groupes SanguinSorrrirsiriorieiers iriti ae Ee Erin CEN EE E NE E E E EEEN N E 69 Les ph not pes alDNnOS sninen E E E E 76 Les ph notypes de l alphaantitrypsine ss 83 XerodermMa raean aa NEO E E E E e EE E E e EER A REEERE 87 Pr disposition g n tique au cancer du sein ss 96 Morphogen se v g tale et tablissement du ph notype sise 103 Polymorphisme des gibh relliness meirein E O E E E R 103 G notype environnement et fonctionnement du syst me ner VEUX 108 Les ph notypes mutants c r belleux sise 108 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S sesmemmnnnnmnnnnne 113 Introduction la banque de donn es et les notions du programme ss 113 Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution 115 rcrarions de parent au sein du vivant G ne CD C2 snnstnneneuneeienenn de ES 115 rcrarions de parent au sein du vivant ones ROM OTIQUES scncese eir nn 121 zcrarions de parent au sein des Vert br s Giobines alpha et b ta 124 zenrions de parent au sein des Primates Gone de L OpSINES rss sister 129 rcrarions de parent au sein des Hominid s
146. RS ADN mitochondrial 132 Stabilit et variation des g nomes et volution ss 136 Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les Sies du g ne de lalphaantitrypsine 136 Mutations ponctuelles et filiations entre all les Gyri tes du g ne de la GPD nosnsosesneneennn 138 Mutations ponctuelles et filiations entre all les Shires de la cha ne b ta de l h moglobine 142 Mutations ponctuelles et filiations entre all les ies du g ne TITIS esse 143 Duplications et familles multig niques Gones des globines sssssssuss sans 149 Duplications et familles multig niques G nes des opsines 153 Duplications et familles multig niques G nes des hormones hypophysaires et placentaires 156 Duplications et familles multig niques G nes hom otiques ss 162 Maintien des innovations g n tiques X gremple d s plobineS isen E E E E E 166 Exemple des est rases R sistance des Moustiques aux insecticides 169 K zrenpie de la G6PD Paludisme s lection naturelle 179 procr ation Analyse de CAS CHIMIQUES rr net E E E EEE A A R S NER E 182 D terminisme du SeXessn ss nn dense tirent AE REA NE EESE 182 Immunologie Rene tone tente E Rene nt en eehe een een he RER R DR SR RP E D DR br E sp Retro teen Re SR Men T 202 La sp cificit des immunoglobulines et des r cepteurs Ts 202
147. S RIES L ET ES La mise en relation de la comparaison des all les du g ne pour la 3 b ta hydroxylase avec la comparaison des prot ines correspondantes permet d aboutir aux r sultats et conclusions suivants Changements Changements f Type All le dans la s quence dans la s quence Cons quences y 2e de mutation nucl ique prot ique All le Le r f rence Modification partir de l acide amin 126 et All le le1 Del du Gen376 polypeptide plus D calante court 172 acides amin s au lieu de 374 G gt A en 685 Poe e onctionnelle All le le2 GCC gt ACC en A gt T en 229 Faux sens donc pas synth se position 229 de GA donc C gt T en 826 entren uds plus All le le3 CAT gt TAT en H gt Y en 276 Faux sens courts et port en 276 rosette A gt T en 267 Pauxsens TTA gt TTT en L gt Fen 89 89 All le le4 C gt T en 826 Faux sens CAT gt TAT en H gt Y en 276 276 Le ph notype d pend aussi de facteurs de l environnement Documents Dans la banque de documents le chemin Morphogen se v g tale et tablissement du ph notype Ph notype v g tal g notype et environnement permet d atteindre Influence de l environnement pour charger les fichiers expenvironnement bmp qui affiche les r sultats de mesures mettant en vidence l influence de la photop riode sur la cha ne de biosynth se des gibb rellines inhibcroissance bmp qui pr
148. Veuillez s lectionner un type d installation i Installer Anag ne 2 uniquement C Anag ne et documentation d accompagnement pz Installer Anag ne 2 et sa documentation d accompagnement InstallShield lt Pr c dent Annuler 221 ANAG NE La seconde option si elle est s lectionn e assure l installation d Anag ne et copie de plus sur le disque dur la documentation d accompagnement au format PDF Elle n cessite pour tre lue l cran ou imprim e tout ou partie la pr sence d Acrobat reader fonctionnel dans sa version 4 ou post rieure Une version de ce logiciel est disponible dans le dossier Acrobat du c d rom pour une ventuelle installation L actualit des d veloppements d Anag ne et des applications p dagogiques est l objet des compl ments en ligne accessibles sur les sites du CNDP et de l INRP http www cndp fr svt anagene http www inrp fr Acces biotic Le fichier Lisez moi situ la racine du c d rom contient les informations d assistance ditoriale sur ce produit Le c d rom Anag ne n est pas n cessaire lors d une session de travail il sera rang en lieu s r pour une ventuelle nouvelle installation conform ment aux clauses et conditions pr cis es dans la licence d exploitation qui a t acquise Installation partir d une ressource en r seau L installation partir du c d rom d Anag ne est galement possible distance en r seau s
149. a r gion 575 mais pas Tyrcod1 Enzymes du fichier des enzymes de restriction de la tyrosinase Nom Motif s reconnus Msp I CCGG Mnl I CCTC Hae IIT GGCC EINV2 CAATC Xho II GGATCT Xba I TCTAGA EINV4 AGTGTG e v rifier cette conclusion en faisant agir cette enzyme et d autres appartenant au fichier des enzymes de restriction de la tyrosinase sur Tyrcod1 et Tyrcod2 Action enzymatique Options de l action enzymatique Repr sentation d identit s Graphique Tableau 100 Banque d enzymes S lections d enzymes w Enzyme de restriction de la G6PG Enzymes de restriction de la phosphodiest rase Enzymes de restriction de la RDS Enzymes de restriction de la rhodopsine Fichier des enzymes de restriction de la tyrosinase Banque d enzymes Lots personnels gt gt Ajouten gt gt 212 OK nnuler S lection KIKIKI KIKK lt lt Retirer lt lt Effacer la liste SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S SP CIALIT bond cod For a Visualisation de l action enzymatique sous la forme d un graphique Xholl coupe deux fois Tyrcod1 en 1135 et 1418 et 3 fois Tyrcod2 en 571 1135 et 1418 Le r sultat obtenu signifie aussi qu il y a plusieurs motifs GGATCT dans les s quences Pour les autres enzymes il n existe aucune diff rence dans le nombr
150. a s quence point e dans la fen tre d dition des s quences Trier les s quences organise dans l ordre choisi les s quences de la fen tre d affichage dition des s quences Menu Traiter Convertir les s quences affiche ADN brin non transcrit ADN brin transcrit ARNm s quence peptidique codons possibles pour un polypeptide Comparer les s quences compare des s quences une s quence de r f rence partir de la premi re position et r alise l alignement avec discontinuit s Action enzymatique r v le les sites d action d enzymes de restriction sur des s quences d ADN Graphique de ressemblance compare deux s quences en produisant une matrice rectangulaire Menu Options V Prot ger les donn es emp che toute modification de s quence dans la fen tre d affichage V Grand curseur allonge le curseur sur la hauteur de l ensemble des s quences jusqu l chelle et sur la largeur de la s lection en cours VR gle en triplets affiche la r gle gradu e en triplets plut t qu en caract res V Dossier par d faut permet de d finir le chemin du dossier pour les sauvegardes temporaires VBulles d aide affiche les bulles d aide associ es aux objets de l interface 29 ANAG NE Menu Fen tre Mosa que place les fen tres c te c te tout en respectant les proportions des documents iconographiques Cascade organise les fen tres en les superposant l g rement d cal es R organiser les i
151. a thionine ph niqu e phenotypestaggerer bmp qui affiche un texte de description du ph notype des mutants staggerer phenotypereeler bmp qui affiche un texte de description du ph notype des mutants reeler geneStaggerer bmp qui affiche un texte pr sentant le g ne mis en cause chez les mutants staggerer geneReeler bmp qui affiche un texte pr sentant le g ne mis en cause chez les mutants reeler NB Pour comparer les all les dont la diff rence de taille est importante il est pr f rable d utiliser le mode de comparaison alignement avec discontinuit s Les ph notypes peuvent tre d finis plusieurs niveaux Ph notype mutant staggerer Ph notype mutant reeler Ataxie grave cervelet de taille Ataxie grave cervelet de taille Ph notype clinique nettement inf rieure la nettement inf rieure la normale moyenne Nombre tr s r duit de cellules de Purkinje celles qui sont Perte de 50 des cellules de Ph notype cellulaire pr sentes ayant un arbre Purkinje d s le premier mois dendritique tr s r duit D sorganisation du cervelet D sorganisation du cervelet Prot ine ROR alpha facteur de transcription anormale Ph notype mol culaire Prot ine Reelin anormale 111 ANAG NE S D terminisme g n tique chez le mutant staggerer L all le RORa staggerer diff re beaucoup de l all le RORa Norm il ne poss de que 1 452 nucl otides au lieu de
152. acteurs d environnement en agissant diff rents niveaux du ph notype peuvent le modifier Les exemples de la banque retenus pour tablir les notions de base peuvent servir aussi pour faire saisir la complexit du ph notype macroscopique d un organisme Dans le tableau suivant sont sp cifi es les diff rentes notions pouvant tre construites partir de chaque exemple Dans la mesure du possible ces exemples ont t construits suivant le m me sch ma pour faciliter la conception des d marches d exploitation R le de la prot ine ph notype mol culaire Ro Cons quences Notion de Intervention de Action de Exemples niveaux du PE x hany j all liques dominance deux g nes ou plus l environnement ph notype Dr panocytose X X X Hb b ta et Hb F tale Oxyg nation 7 3 x G ne de la PAH et Ph nylc tonurie X X X g ne DHPR Alimentation Groupes sanguins x x x G nes A B O et ABO FUT1 Albinisme X X X ERARE 5 tyrognase Temp rature et G ne P Enphys me X X X Fum e de tabac pulmonaire X roderma X X X Rayonnement UV Cancer du sein X X X Activit physique Noter que certains de ces exemples seront repris et enrichis en classe de terminale pour envisager d autres th matiques telles que innovations g n tiques filiation entre all les diagnostic g n tique 49 ANAG NE Noter galement que les deux tapes de cette tude sont pr sent es success
153. aire intervenir pour expliquer la localisation des g nes sur des chromosomes diff rents Cette translocation ou transposition a d accompagner la duplication l origine des deux familles de g nes famille alpha et famille b ta Tous les Vert br s l exception des Agnathes ayant deux g nes de globine alpha et b ta et les plus anciens poissons tant dat s d environ 450 mA alors que les premiers Vert br s sont apparus il y a environ 550 mA on en d duit que la premi re duplication a d avoir lieu entre ces deux dates 151 ANAG NE Arbre montrant l volution des g nes des globines d duite des diff rences de s quences nucl iques Famille des g nes amp Famille des g nes B Myoglobine a al 2 e Gy Ay P La famille des globines est donc issue de duplications suivies de mutations qui am nent une diversification des g nes Il est possible de proposer divers exercices utilisant les documents sur l arbre d volution des g nes de globine et sur les dates d apparition des principales classes de Vert br s Par exemple l arbre indique une date de 200 millions d ann es pour la duplication gamma b ta bien ant rieure l apparition des diff rents ordres de Mammif res On peut demander aux l ves de tester cette donn e l aide des s quences des globines b ta et gamma humaines et de la globine b ta du Chien La comparaison de ces s quences montre que les similitudes entre la globine b ta
154. alement de discuter de l origine d une mutation et de sa diffusion dans les zones g ographiques voisines S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne de l alpha antitrypsine permet d atteindre All les AT qui charge le fichier alleles AT edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de quelques all les du g ne de l alpha AT all les M 1 M1 M2 M3 Z S NULL 1 et NULL 2 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne de l alpha antitrypsine permet de charger les fichiers InfoAlphaAT bmp permettant de d finir le ph notype diff rents niveaux clinique mol culaire et biochimique Il pr cise galement l influence de la fum e de cigarette Il peut donc tre utilis en introduction ou en compl ment de l analyse de la filiation des g nes AllellesAT bmp affichant les informations fournies dans ce tableau qui permettent de relier le ph notype biochimique concentration plasmatique en alpha AT et le ph notype clinique pour les diff rents all les de l alpha AT Les donn es sur la fr quence des diff rents all les permettent galement de pr ci
155. amin s au lieu de 707 La prot ine xpdNorm est fonctionnelle Les autres prot ines ont une activit nulle ou r duite Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet par d veloppement de l arborescence d atteindre Polymorphisme xpf pour acc der All les xpf qui charge le fichier xpf_adn edi affichant les s quences strictement codantes de sept all les du g ne xpf all les xpf_Norm et xpf_1 xpf_6 Diff rences au niveau nucl ique Diff rences au niveau Nucl otide modifi Codon modifi prot ique Xpf Norm All le de r f rence Xpf_1 En 2362 CT Codon 788 CGG gt TGG R gt W Xpf_2 1471 G gt A Codon 491 GAA gt AAA E gt K 1553T gt C 516 ATT gt ACT TI Xpf_3 En 1666 G gt A Codon 556 ACA gt GCA T gt A D l tion du nucl otide D calage du cadre de lecture Cha ne plus courte 672 acides 1937 amin s au lieu de 905 Xpf_4 En 1332 1333 addition D calage du cadre de lecture Cha ne plus courte 481 acides de deux nucl otides amin s au lieu de 905 Xpf_5 En 642 A gt G Codon 214 ATA gt AGA I1 gt M En 1504 G gt A Codon 582 GCA gt AGA G R Xpf_6 En 1436 G gt A Codon 479 CGG gt CAG R gt Q En 1790 T gt C Codon 597 CTT gt CCT L gt P La prot ine xpfNorm est fonctionnelle Les autres prot ines ont une activit nulle ou r duite Fi
156. ans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes dr panocytaires Influence de l environnement permet d acc der aux fichiers prevention drepanocytose bmp texte pr cisant quelques mesures de pr vention que doivent respecter les individus dr panocytaires baisseoxygene bmp texte pr cisant la relation entre une baisse du taux d oxyg ne sanguin et l apparition d une crise dr panocytaire Le ph notype d un individu de g notype HbS HbS est influenc par l environnement des mesures de pr vention permettent de limiter les crises dr panocytaires en vitant les baisses d oxyg nation du sang Influence d autres g nes S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque des th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes dr panocytaires Dr panocytoses aboutit R f rences g ne b ta globine pour acc der All les g ne globine b ta qui charge le fichier allref glob beta edi affichant quelques all les du g ne de la b ta globine pr sents dans les diff rentes familles tudi es s quences strictement codantes des all les b ta S S b ta A A b ta Tha2 Tha2 et b ta C C Dominance et r cessivit Famille 1 pour acc der All les famille1 qui charge le fichier allFamidrep edi affichant des s quences strictement codantes des all les du g ne
157. ans le presse papiers 3 Coller l emplacement du curseur la s lection m moris e dans le presse papiers 4 Effacer d finitivement une s lection Quatri me s rie outils de traitement 1 Convertir les s quences affiche ADN brin non transcrit ADN brin transcrit ARNm s quence peptidique codons possibles pour un polypeptide 2 Comparer les s quences une s quence de r f rence partir de la premi re position et r aliser l alignement avec discontinuit s 3 R v ler les sites d action d enzymes de restriction sur des s quences d ADN 4 Afficher le graphique de ressemblance des deux s quences s lectionn es 30 GUIDE DE R F RENCE Cinqui me s rie acc s aux informations 1 Renseigner sur la s quence point e ou sur le r sultat d un traitement point 2 Afficher le tableau interactif du code g n tique en ARN Avant derni re ic ne gestion du curseur Allonger le curseur sur la hauteur de l ensemble des s quences et de la r gle et sur la largeur de la s lection en cours ou r tablir le curseur par d faut Derni re ic ne T Apr s confirmation fermer toutes les fen tres LES RACCOURCIS CLAVIER Alt F4 permet apr s confirmation de fermer toutes les fen tres puis de quitter Anag ne Ctrl F4 provoque la fermeture de la fen tre active Ctrl C permet de copier une s lection et de la m moriser dans le presse papiers Ctrl X permet de couper une s
158. ase Donc sans NADPH HO ne sera pas d truit et la cellule sera tu e Dans les globules rouges cette situation est d autant plus dramatique que d autres enzymes permettant la production de NADPH manquent 138 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Le polymorphisme du g ne G6PD Le g ne codant pour la G6PD est situ dans la partie t lom rique du bras long du chromosome X il est form par treize exons et mesure 18 kilo paires de bases environ Toutefois sa r gion codante ne comprend que 1 545 paires de bases ce qui correspond une prot ine enzymatique form e par 515 acides amin s On conna t de tr s nombreux all les plus d une centaine dont certains ont une fr quence sup rieure 1 Activit enzymatique All les Fr quence par rapport au Manifestations cliniques normal M diterran e a EE PS PR ES TE Jaunisse n o natale an mie G pda 1 h molytique aigu m dicaments infection Jaunisse n o natale an mie G pda 2 h molytique aigu m dicaments infection Jaunisse n o natale an mie G pda 3 h molytique aigu m dicaments infection Jaunisse n o natale an mie G pdm lt 0 1 h molytique aigu m dicaments ingestion de f ves infection Fr quence de quelques all les de la G6PD contenus dans la banque La d ficience en G6PD La d ficience en G6PD est l enzymopathie la plus r pandue elle affecterait 400 millions de personnes dans le mo
159. ation 3D d un r cepteur T complex avec un peptide antig nique viral Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene le r pertoire TCR contient les fichiers pdb suivants 1a07 pdb 1a07b pdb 1BD2 PDB 1bd2b pdb 1J8H PDB 1j8hb pdb 1QSF PDB et 1qsfb pdb Pr requis Sp cificit des lymphocytes T gr ce leurs r cepteurs T Le document recepteurT bmp permet de pr senter la structure d un r cepteur T et de constater que le contact avec le peptide viral ne se fait qu une extr mit de ce r cepteur mol cules pr sentant le peptide viral incluses dans la membrane de la cellule parasit e mol cules pr sentant le peptide viral peptide viral cha nes alpha et b ta du r cepteur T r cepteur T inclus dans la membrane des LT Complexe r cepteur T peptide viral La comparaison des cha nes alpha entre elles et des cha nes b ta entre elles des trois r cepteurs T diff rents permet de mettre en vidence une partie constante d un r cepteur T l autre et une partie variable s quence variable d un r cepteur T l autre s quence constante d un r cepteur T l autre 8 Comparaison avec alignement Traitement alphal407TCR pro alpha1BD2TCR pro aphalJ8TCR pro S lection 0 5 lignes 209 ANAG NE L aussi l hypoth se de l implication de ces zones variables dans la sp cificit des r cepteurs peut tre faite et test
160. atives d autres esp ces il faut se procurer de l ADN de ces esp ces donc recourir de l ADN fossile La premi re tude date de 1997 et elle est relative l Homme de Neandertal Apr s la mort d un organisme l ADN se d grade rapidement surtout si la temp rature de la r gion est assez lev e L ADN que l on peut extraire d un fossile se trouve sous forme de courts fragments de quelques dizaines une ou deux centaines de nucl otides Au del de 100 000 ans il est illusoire de vouloir r cup rer de l ADN utilisable pour d chiffrer une s quence Cela r duit l utilisation de l ADN fossile aux p riodes les plus r centes de l histoire de la lign e humaine donc aux esp ces qui sont contemporaines des premiers Sapiens Pour l instant on n a utilis que de l ADN de neandertaliens A priori il pourrait tre possible d exploiter l ADN de l Homme de Flores qui a v cu jusqu 12 000 ans bien que les conditions climatiques de l Indon sie ne soient pas favorables la pr servation de l ADN Si cela s av rait r alisable les informations obtenues pourraient clairer la place controvers e de cet Hominin dans l histoire de la lign e humaine Int r t de l ADN mitochondrial Les tudes sur l ADN fossile des Hominin s ont port sur l ADN mitochondrial et non sur l ADN nucl aire Cela s explique pour diverses raisons e presque tout l ADN dispara t au cours de la fossilisation Il n en rest
161. atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 7 Femme non pub re Syndrome de Swyer puis Dosages cas 7 qui charge le fichier cas7 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 7 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Deux femmes de 20 et 25ans ayant des organes g nitaux externes f minins normaux Absence de menstruation seins peu d velopp s Les gonades apparaissent la c lioscopie comme une bandelette nacr e fibreuse Les trompes et l ut rus sont de morphologie normale mais de petite taille Caryotype 46 XY Donn es histologiques Les biopsies r alis es ont montr l absence de diff renciation chez les deux s urs des gonades gauche et droite Dosages hormonaux LH 6 UI 1 FSH 35 UI I strog nes stradiol 20 pg ml Tests apr s stimulation hormonale par des injections pulsatiles de GnRH les concentrations de LH et FSH ont t remesur es valeurs mesur es 60 minutes apr s injection de GnRH LH 56 Ul I FSH 68 Ul I 196 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es Il y a contradiction entre le sexe ph
162. beta faf gt j0 MetValHisLeuThrProGluGluLysSerAlaValThrAlaLer 0 Comparaison simple prot ine beta p H v S lection 0 6 lignes E 54 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Cette diff rence d un seul acide amin ne modifie pas la forme de la globine comme le montre le document ci dessous obtenu avec le logiciel RasTop Groupement h me Groupement h me Globine b ta S Globine B ta A Attention dans les s quences fournies pour Anag ne le codon d initiation et donc la m thionine initiale sont pr sents par contre dans la mol cule accessible en visualisation 3D cette m thionine initiale n est pas pr sente puisqu elle a t excis e lors de maturation de la prot ine Cela explique la diff rence de num rotation entre Anag ne et RasTop dans le premier cas c est l acide amin n 7 qui est modifi alors que dans de deuxi me c est le n 6 Le remplacement de l acide glutamique par la valine modifie les propri t s de la globine b ta la valine forme un point de collage qui favorise la formation de dim res HBS HBS et donc la formation de brins et de fibres d h moglobine qui vont d former les h maties la circulation capillaire se fait alors plus difficilement et explique les troubles observ s chez les malades La complexit des relations g notype ph notype Influence de l environnement Documents fournis D
163. c nes aligne les fen tres r duites en ic nes gr ce au bouton de r duction situ droite de la barre de titre Les titres des fen tres permettent d acc der directement aux fen tres d sir es Menu Aide propos d Anag ne affiche les informations relatives l dition du logiciel Rechercher de l aide assure la recherche sur les mots cl s index s de l aide Sommaire de l aide permet d acc der au sommaire de l aide en ligne Compl ment en ligne affiche une page HTML si un navigateur r cent est fonctionnel sur le micro ordinateur Cette page comporte des liens vers les sites du CNDP et de l INRP ainsi qu un lien vers un site d di Anag ne En l absence de navigateur r cent le micro ordinateur affiche une page comportant les adresses de ces sites LES IC NES DE LA BARRE D OUTILS Premi re s rie banques de donn es JS 1 Afficher l arborescence de la banque de s quences 2 Afficher l arborescence de la liste des th mes d tude 3 Afficher l arborescence de la liste des programmes et documents Deuxi me s rie outils de sauvegarde EU g 1 Voir le classeur 2 Enregistrer les s quences s lectionn es la fen tre active ou l ensemble des fen tres 3 Imprimer les s quences choisies et les r sultats des traitements appliqu s Troisi me s rie outils d dition b x 1 Couper une s lection et la m moriser dans le presse papiers 2 Copier une s lection et la m moriser d
164. c aucun avantage s lectif Et pourtant leur pr sence dans les populations des esp ces actuelles indique que ces mutations apparues diff rents moments de l histoire des lign es se sont r pandues dans les populations et transmises aux esp ces successives des lign es La conservation de ces mutations dites neutres est al atoire m canisme de la d rive g nique hors programme 168 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Maintien des innovations g n tiques SSExemple des est rases R sistance des Moustiques aux insecticides Informations scientifiques partir des ann es 1960 des insecticides organophosphor s OP ont t utilis s pour lutter contre les Moustiques notamment dans la r gion de Montpellier Parall lement cette utilisation on a constat l apparition dans les r gions trait es et avec une fr quence croissante au cours du temps de Moustiques Culex pipiens r sistants ces insecticides Des innovations g n tiques sont l origine de cette r sistance ces innovations sont apparues au hasard mais une s lection positive des individus qui en taient porteurs a d avoir lieu expliquant l augmentation de fr quence des ph notypes r sistants qui a t constat e au cours du temps Le mode d action des insecticides organophosphor s OP Les insecticides OP et les carbamates ont pour cible l enzyme ac tylcholine est rase ACE pr sente au niveau des synapses cholinergi
165. caine Cette corr lation laisse penser que l extension des all les G6PD d ficients dans les r gions o le paludisme 179 ANAG NE est end mique est due l avantage s lectif qui r sulte de la possession d all le G6PD d ficient vis vis du paludisme Cela est confirm l chelle locale par les donn es relatives l archipel du Vanuatu alors que le peuplement des les a la m me origine la fr quence de la d ficience en G6PD est beaucoup plus grande dans celle o le paludisme est r pandu Le maintien d une fr quence relativement forte d all les l origine d une G6PD d ficiente dans des zones d end mie palustre r sulte d un quilibre entre l avantage contre le Plasmodium assur par ces all les et le d savantage d la d ficience enzymatique Les donn es pid miologiques confirment l avantage s lectif des porteurs d all les G6PD d ficients dans les r gions impalud es Filles h t rozygotes G6PDB G6PDA ou G6PDA G6PDA Non palud ennes Paludisme mod r Paludisme s v re Gambie 137 91 6 7 Kenya 273 172 188 Fr quence des filles h t rozygotes chez les filles non palud ennes et chez des filles souffrant d un paludisme plus ou moins s v re Gar ons de g notype G6PDA IN on palud ens Paludisme mod r Paludisme s v re Gambie 59 27 14 Kenya 18 8 p 14 3 111 Fr quence des gar ons GOPDA chez d
166. cation de s quences ne peut avoir lieu que dans la fen tre d dition des s quences le seul fait de d cocher Prot ger les donn es transforme la fen tre Affichage des s quences en dition des s quences et r ciproquement les commandes d dition sont regroup es dans le menu dition et directement accessibles pour certaines partir de leurs ic nes noter la pr sence dans ce groupe de la commande d inversion de s quences il est recommand de dupliquer toute s quence avant de la modifier par l usage du presse papiers Copier et Coller les modifications tant limit es par l alphabet propre chaque type de s quence l espace n tant autoris que dans les lignes de commentaires l ordre vertical dans lequel se trouvent les s quences dans la fen tre Affichage des s quences ou dition des s quences peut tre modifi amp Affichage des s quences ligne point e et s lectionn e Ds Me Descend la ligne point e et s lectionn e en triant commande Trier les s quences du menu dition les s quences s lectionn es par ordre alphab tique croissant inverse ou par succession de types de s quences ADN ARN Peptidique ou Peptidique ARN ADN en cliquant sur les fl ches situ es en haut et en bas des boutons de s lection de la liste des s quences la ligne point e et s lectionn e pourra monter ou descendre dans cette liste de s quences le d calage d une s quence est
167. ce l chelle locale Donn es pid miologiques Gambie Kenya qui charge le fichier gambie kenya bmp affichant la fr quence des all les G6PDA dans deux populations d enfants palud ens et non palud ens et qui montre que dans une m me population la fr quence des all les G6PDA est statistiquement plus faible chez les enfants palud ens que chez les enfants non palud ens Fr quence h maties parasit es qui charge le fichier freq hematies bmp affichant la fr quence des h maties parasit es par le plasmodium chez les filles palud ennes et h t rozygotes GGPDA G6PDB ou G6PDA G6PDA Elle montre le moindre d veloppement du parasite dans les h maties G6PD d ficientes que dans les h maties G6PD fonctionnelles tude exp rimentale G6PD qui charge le fichier experG6PD bmp pr sentant l tude in vitro de l infection par le Plasmodium d h maties G6PD d ficientes et d h maties G6PD fonctionnelles qui r v le le moindre d veloppement du Plasmodium dans les h maties G6PD d ficientes La carte des r gions du monde o la fr quence des all les G6PD d ficients est sup rieure 1 recouvre globalement celle o le paludisme s vit de fa on end mique Les principales discordances s expliquent ais ment le paludisme a t radiqu depuis une centaine d ann es seulement dans le bassin m diterran en il n y a pas de paludisme en Am rique du Nord mais les personnes G6PD d ficientes sont d origine afri
168. ces d Anag ne e traitements effectu s et fen tres de r sultats des conversions des comparaisons des actions enzymatiques et des graphiques de ressemblance et sauvegard es lors de pr c dentes sessions de travail avec Anag ne e textes fichiers cr s avec des diteurs ou des traitements de texte et enregistr s au format texte extension TXT e fichiers de pages au format HTM ou HTML t l charg s sur le r seau Internet e images provenant en particulier de banques de la collection Imagerie scientifique dit e par le CNDP ou issues d autres sources les formats reconnus sont BMP WMF RLE DIB GIF ou JPG e vid os au format AVI MOV MPG MP2 MPEG ou ASF qu elles soient d origine infographique ou obtenues par num risation de vid ogrammes e programmes qu il s agisse des fichiers de commandes BAT ou PIF ou de programmes ex cutables au format EXE ou COM e th mes d tude cr s au cours d autres sessions avec Anag ne et enregistr s sur disque dur disquette ou autre support informatique La premi re tape de la cr ation d un nouveau th me d tude personnel consiste donc ne conserver dans l espace de travail d Anag ne que les fen tres souhait es et en liminant de la fen tre d affichage dition les s quences inutiles La seconde tape a pour but d enregistrer le th me d tude La suppression d un th me d tude cr par l utilisateur se fait de la m me mani re que la sup
169. ces cas6 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 6 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 6 Homme non pub re puis Dosages cas 6 qui charge le fichier cas bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 6 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Gar on de 19 ans sans pilosit faciale et thoracique et sans autres signes pubertaires Ses deux testicules sont en position abdominale et de petite taille Un scanner de la r gion hypothalamo hypophysaire n a permis de d celer aucune anomalie Caryotype 46 XY Donn es histologiques Les testicules ne pr sentent pas de spermatogen se compl te absence notamment de spermatozo des Dosages hormonaux LH lt 0 9 UI 1 FSH lt 0 4 UI 1 Testost rone lt 0 7 nmol ml Test de stimulation de la fonction hypophysaire par la GnRH Administration de GnRH de fa on pulsatile une pulse toutes les deux heures pendant 2 mois Dose de Gn
170. chacun de ces groupes comprenant plusieurs g nes e Antennapedia g nes lab labial proboscipedia pb Deformed dfd Sex comb reduced Scr Antennapedia antp e Bithorax g nes ultrabithorax ubx abdominal A AbdA et abdominal B AbdB Chez la Souris les g nes hom otiques forment quatre complexes Hox r partis sur quatre chromosomes e complexe des g nes Hox A sur le chromosome 6 e complexe des g nes Hox B sur le chromosome 11 e complexe des g nes Hox C sur le chromosome 15 e complexe des g nes Hox D sur le chromosome 2 Il y a colin arit entre la disposition des g nes hom otiques sur les chromosomes et les r gions du corps dans lesquelles ils s expriment en parcourant l ADN de 3 vers 5 on trouve des g nes dont les lieux d action s chelonnent de l avant vers l arri re de l animal Lors de l embryogen se la combinaison des produits de plusieurs g nes Hox donne une identit relative aux cellules embryonnaires le long de l axe ant ro post rieur Chaque cellule embryonnaire est affect e d une valeur positionnelle qui r sulte d une combinatoire de plusieurs g nes Hox 46 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE Les g nes hom otiques des Arthropodes et des Vert br s forment une famille multig nique Au sein d un m me organisme par exemple la Souris tous les g nes hom otiques pr sentent une similitude importante de s quence au niveau de l hom obo te ce son
171. chiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet par d veloppement de l arborescence d atteindre Polymorphisme xpg pour acc der All les xpg qui charge le fichier le xpg_adn edi affichant les s quences strictement codantes de trois all les du g ne xpg all les xpg_Norm et xpg_1 et xpg_2 Diff rences au niveau nucl ique Diff rences au niveau Nucl otide modifi Codon modifi prot ique Xpg Norm All le de r f rence Xpg_1 En 2375 CT Codon 792 GCG gt GTG ADV Xpg_2 En 3076 G gt T Codon 1026 GAG gt TAG Cha ne plus courte 1025 codon stop acides amin s au lieu de 1185 La prot ine xpgNorm est fonctionnelle Les autres prot ines ont une activit nulle ou r duite Bilan Des mutations nombreuses et vari es pour chacun des g nes impliqu s donc un polymorphisme important 72 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Type de mutation All les Substitution muette Xpal Substitution faux sens xpa2 xpa3 xpas xpa6 xpc1 xpd1 xpd2 xpd3 xpf1 xpf2 xpfs xpf6 xpg1 Substitution non sens xpa4 xpd4 xpg2 D l tions xpa7 xpa xpa9 xpc3 xpds5 xpf3 Addition xpc2 xpf4 Des mutations aux effets vari s sur le ph notype mol culaire aucune variation de la s quence d acides amin s mutation muette changement de la
172. cides Innovations g n tiques permet d atteindre Duplication qui charge le fichier duplic esterases edi affichant en t te de liste les s quences All leBicomplet s quence nucl ique de la partie strictement codante du g ne B all le B1 du codon d initiation au codon stop le g ne B ou Est2 code pour une est rase B All leB2complet s quence nucl ique de la partie strictement codante du g ne B all le B2 du codon d initiation au codon stop le g ne B ou Est2 code pour une est rase B Comparaison des all les B1 et B2 De nouveaux all les d un m me g ne apparaissent par mutations Les all les B1 et B2 diff rent par cinq mutations dont une seule appara t dans la s quence prot ique 39 C T 59 A G 63 A G 66 G T 67 TO seule la 59 a des cons quences AAC AGC donc Asn N au lieu de Ser S Les est rases cod es par ces all les sont fonctionnelles Les r sultats de ces comparaisons sont donc utilisables pour aborder les notions de mutations neutres et de mutations muettes Innovations g n tiques ph nom ne de duplication g nique S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques Exemple des est rases R sistance des Moustiques aux insecticides Innovations g n tiques permet d atteindre Duplication qui charge le fichier dup
173. cryptorchidie 46 XY R cepteur GnRH d ficient Cas n 7 Syndrome de Swyer F minin absence de pubert TDF prot ine SRY d ficient 46 XY N 2 Masculin pr sence d un ut rus See Cas n 8 PMDS Homme ut rus 46 XY AMH d ficiente Cas n 9 Testicule f minisant Feminin p poveri RAS R cepteur la testost rone d ficient Pour chaque cas sont disponibles e des donn es pr sent es en un seul document ph notype clinique caryotype donn es histologiques dosages hormonaux r sultats de traitements et tests e des donn es mol culaires s quences des hormones FSH LHE AMH SRY r cepteur LHP r cepteur FSH r cepteur AMH r cepteur la GnRH r cepteur la testost rone e les donn es fournies sur les dosages hormonaux dans les diff rents cas cliniques sont comparer avec les valeurs consid r es comme physiologiquement normales en pmol par 1 Lut ale 50 20 M nopause inf rieur 20 Au cours du cycle de 90 1 470 Femme Homme LH Folliculaire 1 5 10 en mUI par ml Pic ovulatoire 18 90 2 10 1 mUI de LH par ml correspond Lut ale 1 16 1 ng par ml environ M nopause 15 90 FSH Folliculaire 2 17 en mUI par ml Pic ovulatoire 9 26 1 12 1 mUI de FSH par ml correspond Lut ale 2 8 a 1 ng par ml environ M nopause 20 150 dl 0 8 2 6 10 38 en ng par di 100 mi 23
174. cyclines sont d grad es la fin de la phase dans laquelle elles interviennent ce qui vite la cellule de reprendre la m me phase et impose une progression du cycle cellulaire Une carence en nutriments r duit la synth se des cyclines cln par rapport leur taux de d gradation ce qui r duit leur concentration qui devient alors inf rieure au seuil n cessaire pour entra ner l activit de la prot ine kinase cdc2 ou p34cdc2 C est ainsi que l environnement peut intervenir sur la dur e du cycle cellulaire chez la Levure S cerevisiae 116 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Mode d action des prot ines kinases cycline d pendante cdc ou cdk Inactive ATP Actif Substrat phosphoryl Substrat Les cdk sont donc des enzymes qui catalysent la phosphorylation de prot ines cibles jouant un r le dans les v nements du cycle cellulaire fragmentation de l enveloppe nucl aire compaction des chromosomes etc De cette phosphorylation r sulte un changement de conformation de ces prot ines cibles qui entra ne des propri t s nouvelles Chez les Levures Les tudes r alis es chez la Levure bourgeonnante S cerevisiae montrent que selon les phases du cycle ce n est pas la m me cycline qui sert d activateur de la prot ine kinase cdc2 ou cdk1 e cyclines cln 1 cln 2 cln 3 pour pouvoir d marrer la phase G1 complexe cde2 cln1 cdc2 cln2 cdc2 cln3 e cycli
175. d origine commune des animaux cette similitude permet d imaginer une apparition tr s pr coce des g nes gouvernant la mise en place du plan d organisation On compare les g nes qui sont quivalents chez la Drosophile et les Vert br s Ces quivalences peuvent tre rep r es sur le document pr sentant la disposition des g nes hom otiques chez la Drosophile et chez la Souris Ainsi on pourra comparer le g ne Dfd de la Drosophile avec les g nes hoxA4 B4 C4 et D4 des Vert br s le g ne Ubx de la Drosophile avec les g nes A7 et B7 le g ne Antp avec les g nes A6 B6 et C6 abdA Ubx AH Scr Dfd F H 1 FR i dar i i i H A11 A10 FC A7 A6 a5 A4 A3 a2 A1 Chromosome 6 PPT ea B89 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 Chromosome 11 H HAHH R C13 C12 C11 C10 C9 C8 c6 C5 C4 Chromosome 15 D13 D12 D11 DIO D9 D8 D4 D3 D1 Chromosome 2 1 53 z H 3 j i H F Souris Comparaison des domaines prot iques R sultat des comparaisons des domaines prot iques cod s par les g nes Dfd de Drosophile et Hox B4 de trois Vert br s on obtient 86 7 d identit globale Le tableau ci dessous pr cise les identit s entre les s quences prises deux deux R sultat des comparaisons des domaines prot iques cod s par les g nes Ubx de Drosophile et Hox B7 de trois DP B4 Homme DP B4 Souris DP B4 X nope te DP B4 Homme 100 DP B4 Souris 100 100 DP B4 X nope 95 95 100 DP Dfd Dro
176. dbs Le tableau ci dessous donne les concentrations de quelques gibb rellines lors du passage jours courts jours longs chez l pinard les valeurs sont donn es en ng g de masse s che Gibb rellines 0 jour long 4 jours longs 8 jours longs 12 jours longs G453 5 9 6 6 7 9 7 1 GA44 2 2 8 8 15 2 17 4 GA19 15 27 5 54 2 45 0 GA20 1 4 6 9 18 1 23 1 GA1 1 0 3 5 3 7 5 1 On constate donc que le passage en jours longs stimule toute la cha ne de biosynth se de la gibb relline GA8 partir de la GA53 104 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES S L ET ES On peut donc envisager l influence d un facteur de l environnement sur le g nome il y aurait stimulation des g nes codant pour des enzymes impliqu es dans cette cha ne de biosynth se Des exp riences r alis es chez l pinard ont permis de situer le niveau d action de substances qui sont des inhibiteurs de croissance comme le BX 112 par exemple L une de ces exp riences consiste appliquer cet inhibiteur de croissance un plant d pinard de jours longs puis appliquer des doses croissantes de GA20 et de GA1 les mesures sont effectu es apr s 22 jours longs Le graphique ci dessous pr sente les r sultats obtenus Longeur de la tige en cm 40 traitement avec GAL 20 traitement aan 0 1 0 3 1 GA microgramme par plant L inhibiteur de croissance BX 112 emp che donc la r actio
177. de chacun de ces g nes sont de tr s grande taille Les g nes BRCA1 et BRCA2 font partie des g nes suppresseurs de tumeur les prot ines cod es par ces g nes sont localis es dans le noyau et sont impliqu es dans la r paration de l ADN mais leur r le pr cis n est pas encore bien connu Les g nes BRCA1 et BRCA2 ne sont pas impliqu s dans les formes de cancer non h r ditaires On conna t de tr s nombreuses mutations de ces g nes BRCA1 et BRCA2 plus de 900 mutations diff rentes connues au d but de l ann e 2000 la plupart de ces mutations sont de type inactivateur c est dire qu elles entra nent la synth se d une prot ine non fonctionnelle On arrive identifier la mutation en cause dans une famille s il y a implication du g ne BRAC1 ou du g ne BRCA2 dans environ 70 des cas en utilisant les techniques classiques SSCP DGGE HA D autre part on constate que la plupart des cellules tumorales ont perdu l all le normal On estime la fr quence des sujets porteurs de mutations BRCA1 entre 1 500 et 1 2000 et celle des sujets porteurs de mutations BRCA2 entre 1 2150 et 1 700 Chez les sujets atteints un test g n tique peut tre r alis pour tenter d identifier la mutation en cause cette recherche est tr s longue plusieurs mois car elle n cessite le criblage de l ensemble des deux g nes Si une mutation a t identifi e un diagnostic pr symptomatique peut tre r alis chez les person
178. de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc treize g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N R96i 1 s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche R96i ou SEdit96 obtenue partir de la souche R92 soumise aux insecticides OP pendant quatre ans afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc dix huit g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N 176 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S R96i 2 s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche R96i ou SEdit96 obtenue partir de la souche R92 soumise aux insecticides OP pendant quatre ans afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc vingt deux g
179. de l installation cette nouvelle version 2 d Anag ne ne supprime pas automatiquement l ancienne version 1 qui peut coexister sur le m me micro ordinateur pour d sinstaller l ancienne version 1 il faut ex cuter le programme Desinst exe pr sent sur la disquette 1 En revanche la version 1 8 d Anag ne si elle pr existe est remplac e par cette version 2 sans qu il soit absolument n cessaire de la d sinstaller auparavant bien que cela soit n anmoins pr f rable L installation sur un poste peut s effectuer directement partir du c d rom en local ou bien partir d une ressource en r seau c d rom disque dur d un serveur de r seau ou d une station etc Installation directe partir du c d rom Quelques instants apr s l insertion du c d rom Anag ne dans le lecteur le programme d installation s ex cute automatiquement sous Windows 98 et versions suivantes Si le d marrage automatique n a pas lieu il faut pour lancer ce programme apr s avoir cliqu sur D marrer puis Ex cuter entrer le chemin D Anagene Setup exe si D est la lettre d signant le lecteur de c d rom Apr s affichage de la fen tre de bienvenue du programme d installation d Anag ne 2 il suffit d appliquer les consignes s affichant successivement l cran Deux types d installation sont propos s 1 Anag ne 2 InstallShield Wizard Type d installation S lectionnez le type d installation voulu
180. de la maladie varie en fonction de la nature de l all le morbide En r gle g n rale il est d autant plus pr coce que le nombre de r p titions du triplet CAG est lev En revanche il y a peu de corr lations avec la gravit des sympt mes pr sent s par le patient une fois la maladie exprim e 25 20 En x nombre de r p titions du triplet CAG dans l all le de la personne malade En y ge d apparition des premiers signes 10 de la maladie Le 35 45 55 65 75 85 95 105 115 125 Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Le g ne T15 dont certains all les sont responsables de la chor e de Huntington est particuli rement polyall lique et polymorphe Bien que le r le de la prot ine cod e par ce g ne la huntingtine soit encore inconnu les donn es fournies permettent d aborder les notions de polymorphisme g nique de mutations par expansion d un motif triplet et de n omutations et les relations g notype ph notype relations de dominance r cessivit S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne IT15 Chor e de Huntington permet d atteindre All les IT15 qui charge le fichier alleles IT15 edi affichant les s quences strictement codantes de quinze all les du g ne IT15 neuf va
181. de r p titions de ce triplet CAG On peut regrouper les all les en deux cat gories en fonction du nombre de r p titions du triplet CAG et du ph notype clinique associ Les variants normaux Ces all les ont un nombre de r p titions du triplet CAG compris entre 9 et 39 les all les les plus fr quents sont ceux qui ont un nombre de r p titions du triplet CAG compris entre 17 et 21 La fr quence de la majorit de ces all les est sup rieure 1 le g ne IT15 est donc tr s polymorphe Le tableau ci dessous indique les fr quences de ces all les dans une population allemande d apr s Hum Mol Gen 1993 vol 2 n 12 p 2 063 2 067 Nombre de r p titions du triplet CAG de l all le Fr quence de l all le en 11 0 98 12 0 13 0 98 14 0 98 15 1 96 16 2 94 17 20 01 18 13 73 19 8 33 20 10 78 21 14 71 22 6 86 23 5 39 24 2 94 25 3 92 26 0 27 1 47 28 0 29 0 49 30 0 98 31 0 98 33 0 49 143 ANAG NE Les variants morbides Ils sont l origine de la chor e de Huntington et poss dent un triplet CAG r p t entre 36 et 121 fois avec une fr quence maximale comprise entre 42 et 46 r p titions La tr s grande majorit des personnes atteintes de chor e de Huntington ont un all le o le triplet CAG est r p t plus de quarante fois Il reste une ind termination pour un triplet r p t entre
182. derniers contenant la cible des insecticides Les est rases permettent donc d emp cher l insecticide de p n trer et de circuler dans l organisme de l Insecte donc d atteindre sa cible Il s agit ici d un m canisme de d toxication par m tabolisation de l insecticide Le r le physiologique des est rases est inconnu actuellement D terminisme g n tique de la production d est rases chez les Moustiques non r sistants aux insecticides OP Ces est rases sont cod es par deux g nes Est 3 codant pour l est rase A et Est 2 codant pour l est rase B dont les loci sont situ s sur le m me chromosome et espac s de 2 6 kb Il existe un polymorphisme important pour chacun de ces g nes Ce polymorphisme est neutre c est dire sans cons quences sur l activit enzymatique super locus est3 est2 nee Est 3 Est 2 ES Ce D T QD VOOSE A E EEEN E EENEN EEA le g ne est 3 code pour une est rase le g ne est 2 code pour une est rase B Dans un souci de simplification ces g nes seront d sign s par les lettres A et B dans la banque de donn es fournies et les all les de chacun de ces g nes sont d sign s par des num ros A1 A2 B2 B4 La r sistance des Moustiques aux insecticides OP La production d est rases par les Moustiques sensibles est tr s faible insuffisante pour emp cher l insecticide d agir Chez certaines souches r sistantes la production d est rases en beauc
183. des esp ces diff rentes peuvent tre consid r s comme tant le m me g ne g nes homologues malgr des diff rences relativement nombreuses dans leurs s quences b 39 ANAG NE Origine de la variabilit de l information g n tique Il s agit d expliquer la diversit all lique mise en vidence pr c demment et d arriver l id e qu un all le provient d un autre all le la suite d un v nement appel mutation L approche exp rimentale partir d organismes unicellulaires comme les Levures apparition de colonies blanc cr me partir d une souche de Levures rouges soumise un rayonnement UV Voir site de Didier Pol est sans doute le meilleur moyen d introduire la notion de mutation Elle pr sente l avantage de faire saisir l l ve que la mutation est fondamentalement un ph nom ne cellulaire qui modifie la s quence des nucl otides d un g ne Ensuite chez des organismes pluricellulaires il s agit de montrer que la mutation toujours un ph nom me cellulaire peut affecter soit des cellules somatiques soit des cellules de la lign e cellulaire conduisant la production des gam tes et que seules les mutations germinales peuvent se transmettre la g n ration suivante Pour cela l exemple des mutations affectant le g ne P53 g ne dit suppresseur de tumeurs est un support adapt tude de cancers impliquant des mutations somatiques S quences et
184. deux all les consiste en une variation dans le nombre de triplets CAG r p t s un alignement avec discontinuit s s impose les deux s quences n ayant pas la m me longueur ce trait indique l absence dans cette s quence C11 des nucl otides signal s dans la s quence en dessous Traitement Identit s JE JE E JE JE JE E JE JE JE ME JE JE JE JE JE JE JE E JE JE JE ME JE JE JE ME JE JE JE E ME JE ME ME E ME ME E EE XXI MMM KE al le C11 AAGTCCTTCCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAGCAG CGCCACCGI CHE MEZAT IIIT BCAGC x S lection 4 4 lignes af cadre indiquant le triplet Cette illustration montre que l algorithme d alignement ne r v le pas que l expansion de C13 par rapport C11 commence par le triplet CAG Cela est d la pr sence d un C dans le premier triplet qui suit la r p tition CAG Il est utile d utiliser la r gle en triplet pour bien visualiser que la diff rence d bute par un triplet CAG NB Le nom de l all le indique le nombre de r p titions du triplet CAG qu il poss de Une comparaison de plusieurs all les peut ensuite tre r alis e pour confirmer le fait que les all les diff rent uniquement par le nombre de r p titions du triplet CAG On aboutit donc l id e que les diff rences entre les all les de ce g ne r sident dans le nombre de r p titions d un triplet CAG Le document Fr quence de quelques all les du g ne IT15 Il permet alors d introduire la noti
185. deux anticorps Fe 100 vais 110 PFE ai taille de JR la fen tre 1 150 160 de comparaison curseur positionn en x 115 y 115 EPI Fen tre de calcul 9 Matrice Unit Score 6 7 gt 8 x 115 y 115 un point jaune si 5 acides un point bleu si 7 acides amin s identiques sur 9 amin s identiques sur 9 un point vert si 6 acides un point rouge si 8 ou 9 acides amin s identiques sur 9 amin s identiques sur 9 L utilisation de cette fonctionnalit permet aussi de mieux rep rer les sites hypervariables au sein de la partie variable des IgG 206 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Bilan On aboutit ainsi en combinant l exploitation des donn es fournies pour Anag ne et pour RasTop une repr sentation fonctionnelle de la mol cule d IgG 2 antig nes identiques partie variable de l IgG site de fixation antig nique partie variable de l IgG site de fixation antig nique Complex Anti ig Cette repr sentation est obtenue partir d un travail sur une IgG enti re IgG de Souris fichier IgGtotal pdb s lection et repr sentation en sph res des zones variables dans les quatre cha nes Il y a t ajout les antig nes correspondant cette IQG lysozymes de blanc d uf fichier lys pdb 207 ANAG NE Exploitation de donn es compl mentaires S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Immunol
186. deux m thodes diff rentes FSH Testost rone 11 nmol l Test de stimulation de la fonction hypophysaire par injection de 100 microgrammes de GnRH LH 41 Ul 1 Ind tectable par deux m thodes diff rentes FSH 190 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es On constate un taux peu pr s normal de LH et de testost rone mais une absence de s cr tion de FSH Ce manque de FSH explique le non d roulement de la spermatogen se L absence de FSH malgr une stimulation par la GnRH permet de penser que le probl me se situe au niveau de la FSH elle m me les r cepteurs de la GnRH au niveau des cellules hypophysaires ne sont pas en cause car la stimulation des cellules s cr trices de LH se fait normalement La comparaison avec Anag ne alignement avec discontinuit s des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 4 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour la FSH d l tion de deux nucl otides Identit s SHB adn SHB Casd adn gt Traitement dentit s to FSHB adn r0 FSHB Cas4 adn JE JEJE JE JE JE JE DE JE JE DE DE IE DE IE DE IEEE GAGAGTGCCCGGCTGTGCTC modification de toute la s quence d acides p amin s cause du d calage du cadre de lecture Be x x x gt TFKELUVYETIUIR EIS 2 G P G C R L A D La d l tion de deux nucl
187. disparus sans laisser de descendance C est la r solution de cette question m tissage ou non entre neandertaliens et premiers Hommes modernes que visent les tudes sur l ADN mitochondrial Apports des s quences d ADN mitochondrial C est en 1997 qu a t d termin e la premi re s quence d ADN mitochondrial d un neandertalien Il s agit de la s quence longue de 379 paires de nucl otides de la r gion hypervariable 1 de la zone o se trouve l origine de la r plication de l ADN Elle a t tablie partir d un extrait d ADN du sp cimen type de l Homme de Neandertal celui de Feldhofer vall e de Neander Allemagne d couvert en 1856 Elle a t compar e 994 s quences homologues d Hommes actuels appartenant diff rentes r gions du monde dont celles de 510 Europ ens Le nombre moyen de diff rences entre les s quences des Hommes actuels est de huit Le nombre moyen de diff rences entre la s quence de l Homme de Feldhofer et celles des Hommes modernes est de 27 soit plus de trois fois plus importante La plus petite diff rence entre la s quence neandertalienne et celle d un Homme actuel est de 22 et la plus grande de 36 La s quence neandertalienne se place donc nettement au del de la variabilit constat e entre Hommes actuels Le nombre de diff rences entre la s quence neandertalienne et celles des Asiatiques et des Africains est similaire En particulier aucune s quence d Europ en ne s est av r
188. documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Origine de la variabilit de l information g n tique permet d atteindre R f rences cancer sophage pour charger le fichier ref cancer sophage edi qui affiche des s quences strictement codantes des all les du g ne de la p53 pr sents dans une cellule normale cn et dans une cellule canc reuse cc chez un individu atteint d un cancer de l sophage Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Origine de la variabilit de l information g n tique permet d atteindre Mutations somatiques et mutations germinales pour charger les fichiers infocance bmp texte de pr sentation des ph notypes canc reux au niveau cellulaire et clinique et mutations bmp texte pr cisant la diff rence entre mutation germinale et mutation somatique Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Le document infocancer bmp fournit des renseignements sur le comportement des cellules canc reuses et sur l implication du g ne p53 dans ce comportement A partir de l il s agit d exploiter les donn es fournies par les s quences pour construire la notion de mutation somatique Le document ci dessous pr sente le r sultat de la comparaison effectu e dans le cas du cancer de l sophage Comparaison simple N 820 830 les cellules canc reuses ccOeso poss dent deux a pe
189. donn es sur toutes les s quences de neandertaliens ayant t d termin es Il permet de rechercher si dans cette courte portion de la r gion hypervariable 1 les s quences de neandertaliens pr sentent certains sites des caract res communs diff rents de ceux que l on trouve chez les Homo sapiens pass s et actuels Si on ne veut pas utiliser le deuxi me fichier on peut tr s bien fournir l arbre phylog n tique et demander de rechercher en quoi les donn es du troisi me fichier sont en accord avec cet arbre Il suffit de faire une comparaison avec discontinuit de toutes les s quences partielles 135 ANAG NE STABILIT ET VARIATION DES G NOMES ET VOLUTION Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les AII les du g ne de l alpha antitrypsine Informations scientifiques Cf page 83 classe de premi re Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L exploitation des donn es fournies s quences et documents dans le th me d tude sur l alphaAT permet de b tir les notions relatives l apparition de nouveaux all les par mutations le g ne de l alpha AT tant tr s polymorphe Les mutations l origine de ces all les sont des substitutions et des d l tions d un nucl otide Une filiation entre les all les peut tre tablie permettant ainsi de reconstituer une partie de l histoire volutive de ce g ne Des documents compl mentaires permettent g
190. du g ne A1 mais un changement dans la r gulation de l expression de ce g ne Comme les processus de r gulation g nique ne sont pas au programme de terminale S nous n avons pas retenu cet all le dans la banque de donn es Les observations de terrain et les donn es exp rimentales relatives l action de l environnement sur la fr quence des ph notypes r sistants Des chercheurs ont d termin le pourcentage de Moustiques r sistants aux insecticides OP dans la r gion de Montpellier dans une zone o il y a eu pandage d insecticides depuis les ann es 1970 et dans une zone non soumise aux insecticides fi Notre Dame de Londres Viols l Fote eTnadou t Jean de Cuculles Les sites d observation et de mesures La ligne pointill e indique la s paration entre la zone non trait e par les insecticides OP au nord et la zone trait e pr s des c tes 170 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Pour ce faire ils pr l vent des larves qu ils placent dans des solutions d insecticides de concentration croissante Ils d terminent le nombre de larves mortes au bout de vingt quatre heures ce qui leur permet d tablir une courbe de mortalit 50 Mortalit 104 103 102 101 i mg L ou ppm d insecticide OP Courbes de mortalit exp rimentale des larves en fonction des doses d insecticides S souche sensible R souche r sistante Les r sultats sont pr sent s sous forme de graphi
191. e 156 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S On peut conduire les l ves la repr sentation suivante a ATG T G ne LH R gion non codante de l ADN b Duplication g nique ATG T ATG T G ne LH G ne LH R gion non codante de l ADN Mutations ponctuelles Mutations ponctuelles dont une d l tion entra nant la disparition du codon TAA cC ATG T ATG TA G ne LH actuel G ne HCG R gion non codante de l amp DN a Situation initiale il y a plus de 60 Ma dans une esp ce ancestrale des Primates b Duplication g nique de LH b ta c Situation actuelle la d l tion dans le duplicata en entra nant un d calage du cadre de lecture a fait dispara tre le codon stop La r gion codante du g ne incorpore une partie de l ADN non codant situ en aval jusqu un nouveau codon stop En toute rigueur pour bien comprendre tout cela il faut savoir que l ARNm comporte une r gion normalement non codante apr s le codon stop UAA Si ce codon stop dispara t l ARNm est traduit jusqu la rencontre d un nouveau codon stop La famille des g nes GH HPRL et HLP Les hormones GH hormone de croissance produite par l ant hypophyse HPRL hormone prolactine produite par l ant hypophyse et HLP hormone lactog ne placentaire produite par le placenta ont des actions diff rentes mais apparent es La HLP agit sur la glande mammaire en stimulant la synth se prot ique comme la HPRL toutefois plus e
192. e volution Relations de parent au sein des Vert br s Globines alpha et b ta permet d atteindre Globine alpha Vert br s qui charge le fichier globines alpha vertebres edi affichant les s quences prot iques des alpha globines de douze Vert br s Homme Bonobo Gorille Chien Poule Canard Alligator Ca man Crocodile Triton Thon Raie Globine b ta Vert br s qui charge le fichier globines beta vertebres edi affichant les s quences prot iques des b ta globines de douze Vert br s Homme Bonobo Gorille Chien Poule Canard Alligator Ca man Crocodile Triton Thon Raie Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein des Vert br s Globines alpha et b ta permet d atteindre Globines en 3D qui charge le fichier presentationhb jpg pr sentant les mol cules de globine alpha et b ta La comparaison des s quences fournies par alignement avec discontinuit permet de remplir une matrice des similitudes Les r sultats et conclusions obtenues partir des donn es fournies sont pr sent s ci dessous partir de la comparaison des alpha globines de quelques Vert br s fichier globines alpha vertebres edi Homme Bonobo Gorille Chien Poule Canard Alligator Ca man Crocodile Triton Thon Raie Homme 100 0 Bonobo 100 0 100 0 Gorille 99 3 99 3 100 0 Chien 83 7 83 7 8
193. e couleurs en fonction du degr de similitudes e dans la fen tre de comparaison vaja KES amia Fen tre de calcul 9 Matrice Unit Score 6 7 gt 8 x 89 p 5 175 ANAG NE Innovations g n tiques ph nom ne de duplication g nique suivie de mutations S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques Exemple des est rases R sistance des Moustiques aux insecticides Innovations g n tiques permet d atteindre Duplication qui charge le fichier duplic esterases edi affichant entre autres les s quences All leA2complet s quence nucl ique de la partie strictement codante du g ne A all le A2 du codon d initiation au codon stop le g ne A ou Est3 code pour une est rase A G neAall le2 s quence simplifi e du g ne A all le A2 afin de faciliter les traitements des s quences on a limit cette s quence aux soixante neuf premiers nucl otides du g ne codon stop G neBall le2 s quence simplifi e du g ne B all le B2 afin de faciliter les traitements des s quences on a limit cette s quence aux soixante neuf premiers nucl otides du g ne codon stop Comparaison des g nes A all le A2 et B all le B2 Les similitudes importantes sugg rent une origine commune des deux g nes on peut alors voquer une duplication g nique mais cette
194. e e la couche externe ou mol culaire qui contient les arborisations dendritiques des cellules de Purkinje les axones des cellules olivaires ou fibres grimpantes les axones des cellules granulaires ou fibres parall les ainsi que des interneurones cellules toil es et cellules en corbeille e la couche moyenne ou couche des cellules de Purkinje qui contient le corps des cellules de Purkinje r partis en une seule assise e la couche interne ou granulaire dont les l ments dominants sont des corps cellulaires tr s nombreux et de petite taille les grains ou cellules granulaires Les axones de ces cellules remontent dans la couche mol culaire et se divisent en T en formant de longues branches les fibres parall les Cette couche interne contient aussi des cellules de Golgi localis es au voisinage du soma des cellules de Purkinje Le cortex c r belleux est une structure hautement r p titive constitu e au niveau microscopique par la r p tition un tr s grand nombre de fois du m me circuit l mentaire Ce circuit est organis autour de la cellule de Purkinje Il existe essentiellement deux syst mes excitateurs les fibres grimpantes et les fibres moussues il existe galement des interneurones inhibiteurs les cellules de Golgi les cellules en panier et les cellules toil es La cellule de Purkinje est l l ment central du r seau synaptique cortical c r belleux les interneurones de la couche mol culaire
195. e bien que les d l tions et additions soient plus facilement rep rables en utilisant un alignement avec discontinuit s la mise en relation des diff rences observ es entre les all les avec celles observ es entre les polypeptides est facilit e si l on demande des comparaisons simples dans les deux cas Ainsi dans le document ci dessous on met facilement en relation pour l all le PheMut55 la pr sence d un codon stop pr coce avec une cha ne polypeptidique plus courte en relation avec la d l tion du nucl otide T en position 165 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 a vragrrragrrragrrroprrragrrriprrrogrrraprrraprrraprrrogronaprrraprnnaprrrago frrr pra grragaagan Traitement PheNorm PheMut39 PheMut55 PheMut95 PheMut111 Phetut222 PheMut245 Traitement Pro PheNorm Pro PheMut39 Pro PheMut55 Pro PheMut95 Pro PheMut111 Pro PheMut222 Pro PheMut245 S lection 0 16 lignes sfa CATATCACTEATCTTCTCACTCAAAGAAGARGTTGGTGCATTGGCCARAGTATTGCGCTTATTTGAGGAGAATGATETARACCTGACCCACATTGAATCTAG C2 Be GAG AGA TGATG Ces sept s quences ont t retenues car elles illustrent la diversit des mutations et de leurs cons quences voir tableau pr c dent mais il est tout fait possible de faire travailler les l ves sur les autres all les il suffit alors de s lectionner les all les parmi tous ceux qui sont propos s polyPAH edi et d en demander la traduction
196. e placenta Prot iques qui charge le fichier hormones familleGH edi affichant les s quences prot iques des hormones GH hormone de croissance produite par l ant hypophyse HPRL hormone prolactine produite par l ant hypophyse HLP hormone lactog ne placentaire produite par le placenta G nes des hormones FSH LH TSH et HCG pour acc der Nucl iques qui charge le fichier genes familleLH edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes du codon d initiation au codon stop des g nes de LH hormone lut inique produite par l ant hypophyse FSH Folliculate Stimulating Hormon produite par l ant hypophyse TSH Thyro d Stimulating Hormon produite par l ant hypophyse et HCG hormone gonadotrophine chorionique produite par les villosit s choriales Prot iques qui charge le fichier hormones familleLH edi affichant les s quences prot iques des hormones LH hormone lut inique produite par l ant hypophyse FSH Folliculate Stimulating Hormon produite par l ant hypophyse TSH Thyro d Stimulating Hormon produite par l ant hypophyse et HCG hormone gonadotrophine chorionique produite par les villosit s choriales 158 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques permet d atteindre G nes
197. e PheMut111 PheMut111 mais l un d entre eux n est pas malade car il suit un r gime alimentaire particulier depuis sa naissance regime bmp qui affiche un texte pr sentant le traitement de la ph nylc tonurie par un r gime alimentaire strict L tude de cette famille permet de d couvrir un autre aspect de la complexit des relations g notype ph notype l intervention d un facteur de l environnement sur le ph notype Famille 3 L ndiwdu 10 swf depuis la naissance un r gime alimentaire d pourvu de ph nylalanine L Homme ph nylc tonurique O Femme ph nylc tonurique La comparaison des all les du g ne PAH des individus 7 8 et 10 avec les all les de r f rence permet de d terminer le g notype de ces individus ils sont tous PheMut111 PheMut111 Un probl me se pose alors car ces trois individus n ont pas le m me ph notype deux d entre eux sont malades mais pas le troisi me L arbre g n alogique fournit une information compl mentaire concernant leur r gime alimentaire L hypoth se de l influence de ce r gime sur le ph notype peut tre confirm e par des renseignements compl mentaires concernant ce r gime cf fichier regime bmp 68 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Les ph notypes groupes sanguins Informations scientifiques La d couverte des groupes sanguins C est Richard Lower m decin britannique qui effectua le premier
198. e amniocent se la 16 semaine e protocole des cellules pr alablement irradi es aux UV sont mises en pr sence de thymidine triti e la mesure est effectu e par autoradiographie en comptant le nombre de grains d argent par noyau Cette m thode de diagnostic est appel e m thode UDS Unscheduled DNA Synthesis e r sultats on constate une incorporation de thymidine triti e beaucoup plus importante dans les cellules issues d individus sains que dans les cellules des malades atteints de Xeroderma comme l indique le document 60 Cellules normales X 100 50 a T moin XP Br Cellules foetales amp Cellules XP h t rozygotes T moin normal i Grains par noyau es e 0 5 10 15 Doses d UY C Jim Le diagnostic ant natal de Xeroderma pigmentosum r sultats par la m thode de l UDS e interpr tation l irradiation aux UV a entra n l apparition de nombreuses mutations dans l ADN des cellules notamment la formation d une liaison covalente entre deux pyrimidines adjacentes sur un m me brin il y a donc formation de dim res TT CC CT TC La formation de ces dim res a pour cons quence une distorsion de la double h lice forte courbure de 7 44 avec des r percussions sur la transcription la r plication Le document suivant pr sente une mol cule d ADN ainsi alt r e image obtenue l aide du logiciel RasTop fichier ADNIese pdb 87 ANAG NE L si
199. e de coupures entre les deux s quences Hsp I n1 I Hae III EINU2 Xho II Xba I EINU4 2 11 7 8 2 8 1 2 11 7 8 3 8 1 Visualisation de l action enzymatique sous la forme d un tableau e Un exercice du m me genre peut tre conduit pour distinguer les all les Tyrcod1 et TyrAlbTS l aide de l enzyme de restriction Msp1 M Carte de restriction J a 43 ra 2y E NE EE k j A b F F E i i LL 1210 1220 1230 1240 1250 1260 1270 1280 1290 1300 1310 L exemple ci dessus pr sente l action de l enzyme de restriction Mspl sur les all les Tyrcod1 et TyrA bTS L enzyme de restriction MspI reconna t le site CCGG et coupe de fa on dissym trique au sein de ce site L all le Tyrcod1 comporte deux sites de coupure de l enzyme on obtient ainsi trois fragments de restriction de longueurs respectives 0 228 kb 0 035 kb et 327 kb mais la mutation l origine de 213 ANAG NE l all le TyrAlbTS a fait dispara tre le premier site de coupure on n obtient alors que deux fragments de restriction de longueurs respectives 0 228 kb et 1 362 kb Pour identifier les enzymes de restriction qui vont permettre de reconna tre chacun des all les du g ne de la tyrosinase il suffit de faire agir l ensemble des enzymes de restriction sur les all les de la tyrosinase et de demander un affichage des r sultats sous forme de tableau CNDP INRP Anag ne Tyrcodi Tyralb 41 _ Tyralb A2 Tyralb 43 Tyralb 44
200. e du r cepteur impliqu dans sa liaison l androg ne v Remarques Les testicules ont pu se diff rencier pendant la vie f tale sous l influence du facteur tdf cod par le g ne SRY ils pr sentent des cellules de Leydig actives produisant la testost rone mais celle ci ne peut agir car les r cepteurs la testost rone ne sont pas fonctionnels Les cellules germinales ne peuvent donc pas tre stimul es et assurer la spermatogen se le r trocontr le n gatif ne peut avoir lieu non plus ce qui explique le taux lev de gonadotrophines 201 ANAG NE IMMUNOLOGIE La sp cificit des immunoglobulines et des r cepteurs T Informations scientifiques L infection par le VIH entra ne des r actions immunitaires de l organisme qui se traduisent par la production d anticorps IgG dirig s contre des peptides de l enveloppe virale ou de l enveloppe prot ique prot geant le mat riel g n tique du virus et la production de LT cytotoxiques capables de se fixer s lectivement sur des peptides viraux pr sent s par les cellules infect es entra nant la lyse de ces cellules Les immunoglobulines et les r cepteurs T sont des mol cules prot iques capables de se lier sp cifiquement un d terminant antig nique Cependant si les immunoglobulines sont capables de reconna tre directement l antig ne les r cepteurs T ne peuvent le reconna tre que s il est pr sent par les mol cules
201. e fichier 2igg completes edi fournit les s quences des cha nes lourdes et des cha nes l g res de deux immunoglobulines humaines dirig es contre des d terminants antig niques diff rents l un contre un d terminant antig nique d un virus de l h patite l autre contre un d terminant antig nique d un virus de la grippe La comparaison des cha nes lourdes de ces deux IgG montre qu elles pr sentent une r gion quasi identique acides amin s 123 458 et une r gion comportant de nombreuses diff rences entre les deux mol cules acides amin s 1 122 De la m me fa on la comparaison des cha nes l g res de ces deux IgG montre l existence d une r gion quasi identique acides amin s 100 215 et d une r gion pr sentant de nombreuses diff rences dans la s quence d acides amin s acides amin s 1 99 On peut ainsi d gager la notion de r gion constante et de r gion variable d un anticorps et donc pr ciser encore le sch ma de la mol cule d IgG Cette conclusion peut tre renforc e par la comparaison des cha nes l g res et des cha nes lourdes de 4 mol cules d IgG anti VIH ici on compare donc 4 IgG dirig s contre 4 d terminants antig niques diff rents d un m me virus Les fichiers igg variables chaines legeres edi et igg variables cha ines lourdes edi contiennent les s quences des parties variables des cha nes l g res et des cha nes lourdes de plusieurs mol cules d IgG humaines dirig es contre des antig
202. e la petite fl che rouge Il faut ensuite cliquer sur l ic ne avec un I qui donne l information sur la ligne point e Le degr d identit est exprim en pourcentage e D un point de vue conceptuel pour tablir une phylog nie partir de donn es mol culaires on commence toujours par relier les l ments qui sont le plus proches qui pr sentent le moins de diff rences car ce sont eux qui ont l anc tre commun le plus r cent La prise en compte du degr d identit permet ensuite de pr ciser les parent s entre ces mol cules donc entre les organismes qui les poss dent On applique alors une m thode ph n tique bas e sur le seul nombre d identit s sans tenir compte d une quelconque polarit des tats Le raisonnement est le suivant les diff rences constat es sont dues des mutations or ces mutations s accumulent au cours du temps et on peut donc consid rer que plus il y a de diff rences et plus de temps s est coul depuis le dernier anc tre commun 119 ANAG NE et inversement donc on peut finalement dire que plus le degr d identit est important et plus la parent est grande partir de ces matrices on peut construire un arbre phylog n tique semblable au suivant obtenu avec le logiciel Phylog ne repr sentation par la m thode UPGMA Arabidopsis Rape Bl Ma s Grenouille X nope Rat Homme Poulet Goldfish Oursin Drosophile Saccharomyc
203. e non pub re puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas9 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 9 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 9 Femme non pub re puis Dosages cas 9 qui charge le fichier cas9 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 9 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Femme de 29 ans ayant des organes g nitaux externes f minins Le d veloppement des seins est quasi normal mais elle pr sente une pilosit axillaire et pubienne peu d velopp e et une absence de menstruations Un examen du petit bassin met en vidence la pr sence d un vagin court 4 cm et l absence d ut rus et de trompes Deux masses fermes de 3 cm de diam tre testicules sont palpables au niveau inguinal Chez cette patiente l ge de 14 ans les seins ont commenc se d velopper mais aucun autre signe pubertaire n est apparu Caryotype 46 XY Donn es histologiques L analyse des
204. e obtenue permet de discuter des m canismes l origine de l apparition de g nes diff rents partir d un seul Datation des duplications La prise en compte d observations r alis es chez d autres Primates permet de dater approximativement la derni re duplication g nique seuls les Singes de l Ancien Monde poss dent trois g nes d opsine et notamment un g ne d opsine rouge et un g ne d opsine verte Les Singes du Nouveau Monde ne poss dant que deux g nes on peut dire que la duplication l origine des g nes des opsines verte et rouge partir d un m me g ne ancestral a d avoir lieu dans la lign e menant aux Singes de l Ancien Monde et a donc d se produire apr s la s paration de cette lign e de celle des Singes du Nouveau Monde soit il y a environ 40 23 Ma Translocation de g nes Les g nes des opsines provenant tous d un m me g ne ancestral mais tant situ s sur deux chromosomes diff rents il faut imaginer un ph nom ne de translocation d un des deux exemplaires de g nes lors de la duplication du g ne ancestral 154 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S L histoire volutive de la famille des opsines On peut donc demander aux l ves de compl ter l arbre phylog n tique l aide des informations fournies par la comparaison des g nes des opsines comme ci dessous G ne de l opsine G ne de l opsine G ne de l opsine bleue rouge Fix tjon de
205. e pluricellulaire une diff rence clinique macroscopique peut tre reli e une diff rence dans la s quence de nucl otides du g ne qui intervient dans la r alisation du caract re En reliant le ph notype macroscopique au ph notype cellulaire il illustre le fait qu un g ne n intervient qu au niveau des cellules Il n est pas n cessaire d entrer dans la structure mol culaire des cha nes des globines Pour un l ve de seconde ce que r git le g ne c est la production d une h moglobine qui reste soluble dans les h maties ou d une h moglobine qui forme des fibres La comparaison avec Anag ne comparaison simple des s quences de nucl otides des all les normal et dr panocytaire du g ne de la b ta globine donne le r sultat suivant BE Comparaison simple 1 10 20 30 40 50 60 Traitement 4 0 Comparaison simple de s quences d ADN Hbb nucl ique p 0 ATGGTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTGTGGGGCAAGGTGAACGT Hbb nucl ique bis 4 HbS nucl ique p S lection 0 4 lignes 4 Cet exemple conforte l id e que chez tous les organismes une diff rence ph notypique est toujours associ e une diff rence des nucl otides de la s quence du g ne En plus il r v le que l inverse n est pas vrai c est dire qu une diff rence dans la s quence n entra ne pas obligatoirement une diff rence ph notypique Cette remarque sera importante quand on abordera l id e que des g nes pr sents chez
206. e que des courts fragments Le premier travail consiste amplifier par la technique de la PCR polymerase chain reaction un ou plusieurs fragments qui ont t pr serv s Il faut choisir d avance ceux que l on recherche dans l extrait fossile Il y a g n ralement plusieurs centaines de mitochondries par cellule et chacune contient une mol cule circulaire d ADN de plus de 16 000 paires de bases Les s quences d ADN mitochondrial sont donc au nombre de plusieurs centaines dans une cellule alors que celles de l ADN nucl aire sont au nombre de deux sauf pour les s quences r p t es Il est donc plus probable de trouver dans l ADN fossile des fragments d ADN mitochondrial susceptibles d tre amplifi s que des fragments d ADN nucl aire e un autre point important est que l ADN mitochondrial volue plus rapidement que l ADN nucl aire les mutations s y fixent plus rapidement Pour des p riodes relativement courtes impos es par la pr servation de l ADN fossile l ADN mitochondrial est donc plus informatif que l ADN nucl aire En outre le g nome mitochondrial ne se transmet que de la m re l enfant les mitochondries du spermatozo de ne contribuent pas au stock initial de mitochondries du zygote Il n y a donc pas de recombinaison Les diff rences entre mol cules d ADN mitochondrial r sultent uniquement de mutations e le s quen age de l ADN mitochondrial d un tr s grand nombre d Hommes actuels a r v l que deux r gions
207. e reconnaissance de l enzyme Sau3a elle coupe en amont d un site GATC Cette enzyme de restriction Sau3a figure dans la banque d enzymes d Anag ne sites quatre bases Sau 3a d identit s 100 ATGCTCCTCTTCACGCCTGTGACCATAAGGTTGTGTGAGGTGCTCAACCTIGATCCAAGACAAGTCCTGATTGCAGAAGTGATCTTCACE TACGAGGAGAAGTGCGGACACTGGTATTCCARCACACTCCACGAGTTGGARCTAGGTTCTETTCAGGACTARACGTOTTCACTAGAAGT6 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 Action de l de restriction Sau3a sur l all le OCA2 n l La mutation substituant G T en position 1418 entra ne la disparition d un site de coupure de l Sau 3 Action de l e e de restriction Sau3a sur l all le OCA2 m3 SRE Carte de restriction all le OC42 m3 Sau 3a z d identit s 100 4 l ATGCTCCTCTTCACGCCTGTGACCATAAGGTTGTGTGEAGGTGECTCAACCTTBATECAAGACAAGTCCTGATTGCAGAAGTGAGCTTCACA TACGAGGAGAAGTGCGGACACTGGTATTCCAACACACTCCACGAGTTGGAACTAGGTTCTGTTCAGGACTAACGTCTTCACTCGAAGTGT 1340 1350 1360 1370 1380 1390 1400 1410 1420 L utilisation de cette enzyme de restriction permet donc de distinguer les all les OCA2normal et OCA2m3 Action enzymatique Enzymes 100 Sau 3a all le0 CA2 normal 9 all le OCA2 m3 8 w S lect 0 3 lignes 217 ANAG NE L exploitation des r sultats obtenus par action de cette enzyme Sau3a sur les all les du g ne OCA2 des membres de la famille 5 et les lectrophor ses correspondantes permettent de d t
208. e se trouve au niveau des quatre derniers exons Les s quences fournies ici sont des s quences nucl iques strictement codantes incluant la r gion correspondante au peptide signal 24 acides amin s qui sera excis e dans la prot ine mature Les all les peuvent tre regroup s en trois cat gories e les variants normaux M1 M1 M2 M3 ils codent pour des mol cules d alpha AT fonctionnelles Les mutations apparues dans les all les M1 M2 et M3 entra nent donc des modifications de s quences d acides amin s sans cons quences pour les propri t s de la mol cule d alpha AT mutations neutres Il existe de nombreux autres all les variants normaux mais leur fr quence est plus faible all le M4 ayant toutefois une fr quence de 1 5 dans les populations europ ennes 83 ANAG NE e les variants d ficients S et Z o L all le S code pour une mol cule d alpha AT fonctionnelle mais s cr t e en plus faible quantit que les mol cules cod es par les variants normaux La mutation codon 288 entra ne un changement d acide amin qui semble entra ner une relative instabilit de la mol cule d alpha AT cause d une destruction pr coce l int rieur m me des cellules h patiques Ce ph nom ne serait l origine de la d ficience de s cr tion la mol cule d alpha AT ayant une dur e de vie normale une fois s cr t e o all le Z code pour une mol cule d alpha AT aya
209. eau sont mettre en relation avec les lectrophor ses correspondantes os n m Electrophor se obtenue pour les individus Electrophor se obtenue pour les individi CNDP INRP Anag ne Action enzymatique 13 14 111 113 114 I D NI 1 M2 1 Fichier Edition Options Fen tre Aide 1590kb E ges BWS s El nzymes 100 ba I vrcodi yralb 43 2 1alf 2 11 all2 2 12all1 2 12all2 2 13all1 2 13all2 2 14alf 2 14all2 2411 alli 2 11 all2 2 ll2all1 2 ll2all2 2 l3al1 2 ll3all2 2 ll4all1 24114all2 241 all1 2 11 all2 2 ll2al1 R sultats d lectrophor ses obtenues pour les membres de la famille 5 Enzyme de restriction utilis e Xbal Electrophor se obtenue pour l individu II 2 Re 1 060 kb nl 0 530 kb D Os OO OO ss OO ss ss S Les lectrophor ses seront interpr t es en comparaison avec les lectrophor ses de r f rence pour l enzyme de restriction consid r e Les g notypes sont donc les suivants pour l individu I2 tyrAIbA3 tyrAIbA3 pour les individus I1 12 IN et II2 tyrcod1 tyrAIbA3 pour les individus I3 14 I1 IB et Il4 tyrcod1 tyrcod1 216 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S SP CIALIT D termination des g notypes pour le g ne OCA2 L all le en cause dans la famille 5 est l all le OCA2m3 Cet all le diff re de all le OCA2 par une substitution T G en position 1418 ce qui supprime un site d
210. econnaissance des divers niveaux de d finition du ph notype Dans un premier temps il s agit d tablir les m canismes de base par lesquels des diff rences entre all les d un g ne entra nent des diff rences au niveau du ph notype mol culaire l origine des diff rences des ph notypes aux chelles cellulaire et macroscopique Ceci implique la connaissance des principes de la synth se des prot ines du code g n tique ainsi que celle du r le des prot ines notamment des enzymes dans la vie cellulaire Plusieurs des exemples fournis dans la banque de donn es permettent d une part d introduire les niveaux de d finition du ph notype et le fait qu un all le en s exprimant r git la synth se d un polypeptide ayant une s quence d acides amin s d termin e ce qui motive l tude de la synth se prot ique La connaissance des principes de la synth se prot ique permet ensuite de rechercher et d expliquer comment une diff rence all lique engendre une diff rence ph notypique Dans un deuxi me temps il s agit d aller au del d un d terminisme g n tique strict pour envisager la complexit des relations g notype ph notype environnement Ceci fait appel aux notions de dominance r cessivit au fait que des all les diff rents d un g ne peuvent avoir des cons quences ph notypiques variables que plusieurs all les interviennent directement ou indirectement dans la r alisation d un ph notype et que les f
211. ement codantes de 10 all les du g ne xpa all les xpa_Norm et xpa_1 xpa_9 90 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Les r sultats et conclusions des comparaisons entre les all les d un g ne d une part et les prot ines correspondantes d autre part sont fournies ci dessous Diff rences au niveau nucl ique Diff rences au niveau Nucl otide modifi Codon modifi prot ique Xpa Norm All le de r f rence Xpa 1 En 216G gt A Codon 72 AGG gt AGA Le de Colin s quence Xpa_2 En 149G gt T Codon 50 TGT gt TTT C gt F Xpa_3 En 381G gt C Codon 127 CAG gt CAC Q gt H Xpa 4 En457C3T Codon 153 CGA gt TGA Cha ne plus courte 152 codon stop acides amin s au lieu de 215 Xpa_ 5 En 557 A gt G Codon 186 CAT gt CGT H R En 139T gt G Codon 47 TGC gt GGC C gt G Xpa 6 En 148 T gt A Codon 50 TGT gt AGT C gt S pa En 202 T gt G Codon 68 TGT gt GGT C gt G En211T gt A Codon 71 TGC gt AGC cC gt sS D l tion des nucl otides Cha ne plus courte 35 acides Xpa_7 50 78 D calage du cadre de lecture amin s au lieu de 215 Dur Lo D calage du cadre de lecture A 2 Xpa 8 D l tion du nucl otide C Aoo d an codon dt Cha ne plus courte 80 acides ps 200 PP P amin s au lieu de 215 pr coce D l tion des nucl otides Cha ne plus courte 61 acides Xpa_9 172 176 D calage du cadre de lecture amin s au lieu de 215 Les
212. en 1665 des transfusions sanguines d animal animal Mais le premier transfuser avec succ s du sang d animal un agneau un jeune gar on an mique de 16 ans deux ans plus tard fut Jean Baptiste Denis Cependant les incidents se multipli rent et si la transfusion r ussissait parfois elle ne faisait souvent que pr cipiter le d c s l agglutination des h maties du donneur suivie d une lyse de ces h maties entra nait des troubles m taboliques importants la destruction des reins Bient t les transfusions sanguines furent interdites et n allaient tre reprises que vers la fin du si cle dernier Lorsque Karl Landsteiner 1868 1943 commen a ses recherches comme assistant l Universit viennoise de l hygi ne il se proposa de surmonter ces difficult s Il avait constat que lorsque l on m langeait du sang de plusieurs personnes on observait parfois une agglutination des h maties et parfois non Il rassembla alors des chantillons de sang de ses coll gues et les m langea deux par deux C est ainsi qu il d couvrit l existence des groupes sanguins qu il nomma A B et O et il fit conna tre les r sultats de ses recherches en 1900 Le quatri me groupe sanguin AB ne fut d couvert que l ann e suivante Cette d couverte permit d tablir une m thode de transfusion sanguine s re En reconnaissance pour ses travaux Landsteiner fut nomm professeur de pathologie l Universit de Vienne ma s il ne
213. ences d une r duction de l efficacit de l enzyme de la G6PD Fr quence all les G6PD qui charge le fichier FRQG6PD bmp affichant la fr quence de quelques all le de la G6PD Carte r partition G6PD d ficiente qui charge le fichier reparti G6PD bmp affichant la carte de la d ficience en G6PD l chelle mondiale elle permet de rep rer les r gions du monde o les d ficiences en G6PD sont relativement fr quentes et de souligner la fr quence lev e en Afrique tropicale Carte paludisme 2002 qui charge le fichier palu 2002 bmp montrant la r partition du paludisme dans le monde en 2002 permet d tablir une premi re corr lation entre la r partition du paludisme et les zones o la G6PD d ficience est r pandue Carte paludisme pass qui charge le fichier palu passe bmp montrant la r partition du paludisme dans le monde par le pass r v le que l radication du paludisme dans le bassin m diterran en est r cente et permet donc d affiner la corr lation paludisme d ficience Les discordances dans les Am riques s expliquent par l histoire des populations africaines Localisation Vanuatu qui charge le fichier local vanuatu bmp r v lant la localisation g ographique de l archipel de Vanuatu Fr quence all les G6PD Vanuatu qui charge le fichier G6PD Vanuatu bmp affichant la fr quence des all les de la G6PD dans les les de l archipel et permettant de retrouver la corr lation paludisme d ficien
214. enciation sexuelle au cours du d veloppement f tal La pr sence de testicules indique que le g ne SRY s est exprim normalement L absence de voies g nitales fonctionnelles indique que AMH a t secr t e normalement Le test de stimulation gonadique par la HCG quivalent LH montre qu il n y a pas de r ponse hormonale des gonades La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 2 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour le r cepteur la LH Comparaison simple 590 595 ONE TRE 2 LEJ Mutation par substitution du nucl otide 1777 ce qui modifie le TTTTGCCATCTCAGCTECOTTCAAAGTAC codon 593 GCC gt CCC E a Au niveau du r cepteur acide amin 593 est donc modifi alanine A I S A A F K U gt proline Remarques En fait le r cepteur la LH est capable de fixer l hormone mais cette fixation est incapable de d clencher une r ponse biologique dans la cellule cible pas d augmentation du taux d AMPc Au cours du d veloppement sous l action du g ne SRY les gonades se sont diff renci es en testicules ces testicules ont s cr t de AMH qui a provoqu la r gression des canaux de M ller Cependant cause de la d ficience des r cepteurs la LH l hormone HCG n a pas pu entra ner la production de testost rone et les organes g nitaux externes n ont pas pu tre masculinis s
215. ent tre visualis s avec les logiciels Rasmol ou RasTop tous les deux t l chargeables gratuitement Certains th mes peuvent galement se pr ter des prolongements en termes d tablissement des relations de parent entre les organismes impliqu s Les donn es mol culaires n cessaires sont disponibles par ailleurs avec le logiciel Phylog ne qui est galement t l chargeable gratuitement Rappelons enfin que les prochaines mises jour du logiciel et de sa documentation seront t l chargeables partir du site du CNDP http www cndp fr svt anagene qui donne galement l adresse des mises jour des banques de donn es sur le site du l INRP http www inrp fr Acces biotic La pr sente documentation emprunte deux publications de l INRP Analyse de s quences nucl iques et prot iques avec le logiciel Seqaid II 1993 et Th mes d tude en g n tique humaine 1995 ainsi qu aux dossiers scientifiques et p dagogiques consultables en ligne sur le site Biotic de l INRP PRISE EN MAIN L ENVIRONNEMENT D ANAG NE Anag ne fonctionne dans l environnement Windows Les dimensions de la fen tre d ex cution du programme s adaptent automatiquement aux param tres d affichage d finis dans la configuration N anmoins pour am liorer le confort visuel il est pr f rable de travailler avec une r solution de 800 x 600 pixels au minimum On se r f rera au manuel d utilisation de Windows ou celui de la carte
216. eption des Lamproies et Myxines poss dent au moins deux g nes de globine le g ne b ta et le g ne alpha Les prot ines d alpha globine et de b ta globine constituant les mol cules d h moglobine ont la m me fonction chez tous la fixation et le transport de dioxyg ne Toutes les mol cules de b ta globine des Vert br s sont homologues il en est de m me des mol cules d alpha globine 125 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies En classe terminale les parent s entre les Vert br s peuvent tre tablies partir des s quences nucl iques et ou prot iques Les donn es fournies permettent de pr ciser les parent s entre quelques Vert br s appartenant diff rents groupes partir de donn es mol culaires Ces activit s de construction de relations de parent partir de donn es mol culaires viennent en compl ment des activit s de construction d arbres phylog n tiques partir de donn es anatomiques et ou morphologiques L exploitation des donn es mol culaires permet e de confirmer les relations de parent entre les Vert br s tablies partir des autres donn es e de pr ciser des relations de parent lorsqu il y a discussion par exemple en ce qui concerne les parent s entre Oiseaux et Reptiles S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen s
217. er codon d initiation rencontr jusqu au premier codon de terminaison en commen ant respectivement par la premi re base la seconde et la troisi me les trois cadres de lecture L option Position des phases ouvertes de lecture permet de rep rer les codons sp cifiques de l initiation symbolis s par gt gt gt et de la terminaison symbolis s par On peut aussi avec les commandes du menu dition Copier une s lection effectu e dans une s quence et la Coller dans la fen tre d dition en tant que nouvelle s quence traiter Il faut garder l esprit que le logiciel Anag ne est un outil qui assure des traitements d finis l initiative de l utilisateur et que l interpr tation des r sultats lui incombe 22 PRISE EN MAIN Si les s quences s lectionn es sont de nature peptidique la seule option de conversion autoris e consiste d terminer en ADN ou en ARN les codons possibles pour chaque acide amin Recherche des codons possibles pour une s quence peptidique S quence s afficher Annuler Brin non transcrit de l ADN Brin transcrit de l ADN un seul choix ARN messager Placer le r sultat IV dans la fen tre amp ffichage dition traduction simple traduction au premier TG traduction des phases ouvertes Position des phases ouvertes de lecture La comparaison de s quences Pour tre appliqu ce traitement n cessite que deux s que
218. er ou en cliquant sur le premier bouton de la barre d outils Les s quences sont class es par dossiers eux m mes ordonn s de mani re arborescente Pour les atteindre il convient de d ployer plus ou moins cette arborescence cliquer sur les cases ou et de s lectionner le dossier d sir Dans la partie droite de la bo te de dialogue s affiche alors la liste des s quences disponibles dans ce dossier Une ou plusieurs s quences peuvent tre s lectionn es maintenir la touche Ctrl press e elles apparaissent alors en inversion vid o Un clic port sur le bouton Infos renseigne sur la nature de la derni re s quence point e qui appara t alors encadr e Un clic port sur une s quence d j s lectionn e ou la fermeture de la branche correspondante de l arborescence la d s lectionne La validation de la s lection d une ou plusieurs s quences est obtenue en cliquant sur le bouton OK ou en appuyant sur la touche Entr e Elle provoque la fermeture de la bo te de dialogue et le chargement des s quences s lectionn es dans la fen tre d Affichage des s quences qui appara t alors l cran La r p tition de cette proc dure permet d ajouter de nouvelles s quences dans cette fen tre Le bouton Annuler provoque la fermeture de la bo te de dialogue et les s quences qui ont pu tre s lectionn es ne sont pas charg es L enseignant peut ainsi constituer des regroupements de s quences pour constituer des th mes d tude
219. erminer leur g notype pour ce g ne CNDP INRP Anag ne Action enzymatiq g es ES y b Fichier Edition 1 all le2 OC42 12 all le2 OCA2 3 all le 1 OC42 14 all le 1 OC42 14 all le 2 OCA2 I all le 1 OCA2 I all le 2 0C42 12 all le 1 OC42 12 all le 2 OCA2 113 all le 1 OCA2 13 all le 2 OCA2 14 all le 2 OCA2 112 all le1 OC42 112 all le2 OC42 Options Fen tre Aid Sau 3a a em l l 8 CO 10 19 10 0 Electrophor se obtenue pour les individus Electrophor se obtenue pour 11 12 111 112 l individu II 3 0 594 kb O 554 0573 kb R ms es 0 437 kb ns 0 457 1 gt 0 4014 0 372 kb m L 0 1574 es 0 157kb m 0 1414 0 141 kb E 0 1124 0 112kb Es A 0 090 4 0 090kb m O 0 029 kb m ns 0 012 0 012 kb m R sultats des lectrophor ses pratiqu es sur les membres de la famille 2 Enzyme de restriction utilis e Sau3a Electrophor se obtenue pour les individus I 3 I 4 II 4 MI 1 M2 0 594 kb 0 58 kb m 0 437 kb TT m 0 372 kb m 0 157kb m 0 141 kb 0 112kb m 0 090 kb 0 029 kb m 0 012 kb mm Les lectrophor ses seront interpr t es en comparaison avec les lectrophor ses de r f rence pour l enzyme de
220. es La construction manuelle d un tel arbre serait longue et fastidieuse On peut se limiter un choix d esp ces en fonction de probl mes r soudre rechercher qui des Insectes ou des chinodermes sont les plus proches parents des Vert br s tablir les relations de parent entre les quatre plantes fleurs et voir si elles confortent le rangement de ces plantes dans deux groupes les Crucif res et les Poac es Gramin es groupes tablis partir des caract ristiques des Fleurs notamment rechercher si la classification des Vert br s partir de ces donn es mol culaires est conforme celle obtenue partir de donn es morphologiques et anatomiques 120 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Relations de parent au sein du vivant GG nes hom otiques Informations scientifiques Cf page 45 classe de seconde Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L exploitation des donn es sur les hom obo tes et les hom odomaines des g nes hom otiques permet d aborder la notion d unit du vivant et d tablir des relations de parent entre certains organismes Ainsi des parent s pourront tre tablies entre des organismes tr s diff rents tels un Vert br un Arthropode un Crustac ou un Ver parasite alors que les donn es anatomiques et morphologiques taient difficilement utilisables S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de
221. es celles d all les fonctionnels de r f rence permettent de tester les hypoth ses mises 4 Pour la partie Immunologie les s quences fournies sont celles des cha nes lourdes et l g res d immunoglobulines anti VIH La comparaison des s quences de ces cha nes permet de d gager la notion de partie constante et de partie variable de chaque type de cha ne et donc de faire l hypoth se que la sp cificit des anticorps est li e aux r gions variables et plus pr cis ment aux zones hypervariables Cela peut tre test l aide du logiciel Rasmol ou RasTop qui permet de localiser sur la structure spatiale d une immunoglobuline les sites de fixation antig nique et de constater qu ils correspondent aux r gions hypervariables des cha nes d immunoglobulines Un travail du m me type peut tre conduit partir des s quences des r cepteurs des lymphocytes T 5 En ce qui concerne l Enseignement de sp cialit la banque de donn es fournit des s quences relatives une famille o des individus sont albinos L exemple est relativement complexe dans la mesure o l albinisme dans l arbre g n alogique fourni a pour origine deux g nes diff rents mais il est possible d avoir une d marche tr s progressive Surtout les donn es fournies permettent de saisir comment agissent les enzymes de restriction et comment les fragments d ADN obtenus par l action de ces enzymes peuvent tre s par s par lectrophor se
222. es mutants c r belleux chez la Souris Les mutants staggerer sg Ces mutants pr sentent un syndrome ataxique grave et survivent difficilement apr s le sevrage D s le 8 jour le souriceau staggerer est tr s h sitant dans sa d marche avec une tendance tituber et tra ner les pattes Il pr sente un cervelet atrophi avec des cellules de Purkinje en nombre tr s r duit 60 90 des cellules manquent un mois et avec un arbre dendritique r duit Vue externe du cervelet Coupe parasaggitale du cervelet e N Ouahioune souris sauvage 750 um N Ouahioune souris mutant staggerer On observe chez ces mutants des anomalies biochimiques au cours du d veloppement du cervelet li es un d ficit de l activit d une neuramidase dans le cervelet ainsi qu une r duction de la concentration en thymidine kinase Ces mutants pr sentent aussi une susceptibilit exag r e l ath roscl rose probablement li e une baisse du HDL Cette mutation autosomale r cessive d un g ne situ sur le chromosome 9 s exprime directement dans les cellules de Purkinje Le g ne a t r cemment clon et il code pour le facteur de transcription ROR alpha qui est un r cepteur nucl aire appartenant la m me famille que les r cepteurs l acide 9 cis r tino que r cepteurs des hormones thyro diennes et st ro diennes La prot ine ROR alpha est fortement exprim e dans les
223. es all les tyralb A1 et tyralb A2 qui sont responsables de l albinisme Polyall lisme environnement et diversit des ph notypes Famille 3 pour charger arbreTyr3 bmp arbre g n alogique de la famille 2 avec indications du ph notype clinique pr cis des individus albinos Dans cette famille ce sont les all les tyralb A4 et tyralb B1 qui sont responsables de l albinisme Polyall lisme environnement et diversit des ph notypes Famille 4 pour charger arbreTyr4 bmp arbre g n alogique de la famille 4 avec indications du ph notype clinique pr cis des individus albinos Dans cette famille ce sont les all les tyralb A4 tyralb A5 et tyralb TS qui sont responsables de l albinisme 80 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES S L ET ES Le travail peut tre fait de la m me fa on pour chacune de ces familles et le travail r parti entre les groupes l ves e d termination du g notype des membres de la famille par comparaison des all les qu ils poss dent avec les all les de r f rence fournis e mise en relation g notype ph notype qui permet d aboutir aux relations de dominance r cessivit entre les all les il y a r cessivit des all les mut s au niveau du ph notype clinique e comparaison des g notypes des individus albinos pour arriver l id e que plusieurs g notypes peuvent correspondre au m me ph notype Famille 1 I 1 2 3 4 P 2 E 4 I1 et II
224. es alphab tiques num riques et les signes de ponctuation pour les lignes de texte servant de commentaire En cas d erreur de saisie lors de la cr ation de s quences nucl iques ou peptidiques l appui sur le bouton situ l extr mit droite de l alphabet efface la derni re phase de saisie Il est donc recommand lors de la saisie de longues s quences de cliquer p riodiquement hors de la ligne d criture pour prot ger les donn es d j saisies amp Edition des s quences iof x Ala Argi Asn Asp Cys Gin Glu Gly His lle Leu Lys Met Phe Pro er Thri Trp Tyri Val Xex Le 1 10 20 30 40 50 60 a EURO TES 4 FO ATGGTGCACCTGACTCCTGAGGAGAAGTCTGCCGT TACTGCCCTGTEGGG El PO AUGGUGCACCUGACUCCUGAGGAGAAGUCUGCCGUUACUGCCCUGUGGGG g I0 MetvalHisLeuThrProGluGluLysj H0 Cette ligne est une ligne de texte pour les commentaires F S lection 1 4 lignes k P Les s quences import es La commande Ouvrir du menu Fichier permet de charger les s quences sauvegard es sur disque disquette ou autre support informatique Ces s quences peuvent avoir t cr es avec un diteur ou un traitement de texte et sauvegard es au format texte avec pour extension ADN COD ARN PRO Si Anag ne n a pas pu d terminer la nature d un fichier de s quence il propose l utilisateur de l identifier et m me de le modifier s il le souhaite Il reconna t en particulier les s quences au format du logiciel Segaid La suppression
225. es au niveau des bourses L observation de la cavit abdominale a r v l la pr sence de deux testicules dans la r gion pelvienne entour s chacun d une trompe de Fallope Les testicules ont t descendus manuellement de taille normale ils sont connect s des canaux d f rents On a galement constat dans la partie m diane de l abdomen la pr sence d un ut rus de petite taille Au cours de son suivi m dical le patient a pr sent des signes pubertaires normaux pour son ge Caryotype 46 XY Donn es histologiques Une biopsie testiculaire montre un aspect normal des tubes s minif res Dosages hormonaux Le taux de testost rone bas et fluctuant chez l enfant a t mesur apr s stimulation par l HCG analogue LH raison de 1 500 UI deux fois par semaine pendant trois semaines Testost rone apr s stimulation 30 nmol l AMH 350 pmol l 198 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es Il y a eu diff renciation normale des gonades en testicules mais pas r gression des voies g nitales f minines On peut donc envisager un probl me au niveau de l AMH ou des r cepteurs AMH La concentration en AMH tant normale pour un enfant de 10 ans laisse penser qu elle a t s cr t e durant la vie f tale mais qu elle n a pas agi Deux explications sont possibles soit elle est anormale soit les r cepteurs ne sont pas fonctionnels
226. es et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype groupes sanguins permet par le d veloppement de l arborescence d acc der All les ABO qui charge le fichier RefABO ADN edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes des all les A101 B101 et O01 Prot ines ABO qui charge le fichier refABO prot edi affichant les s quences prot iques des enzymes A 101 B101 et O 01 Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes groupes sanguins permet par le d veloppement de l arborescence d acc der All les ABO qui charge le fichier poly ABO edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de dix all les du g ne ABO all les A 101 A 102 A 103 A 201 B 101 B 102 B 103 O 01 O 04 O 06 tous les all les A et B fournis codent pour des enzymes et B fonctionnelles Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype groupes sanguins permet d afficher les fichiers marqueursABO bmp repr sentation sch matique des marqueurs membranaires A B et H biosyntheseA B bmp repr sentation sch matique des deux derni res tapes de la synth se des marqueurs membranaires des groupes sanguins
227. es gar ons non palud ens et chez des gar ons souffrant d un paludisme plus ou moins s v re D apr s RUWENDE C et al 1995 En effet dans une population d enfants palud ens d Afrique de l Ouest et de l Est la fr quence des gar ons et filles porteurs de l all le G6PDA est significativement inf rieure celle d enfants non palud ens en particulier chez les enfants victimes d un paludisme s v re Tout se passe comme si la possession conf rait une r sistance vis vis du Plasmodium l chelle cellulaire cela est confirm par les donn es relatives aux femmes h t rozygotes parasit es par le Plasmodium chez ces femmes la fr quence des h maties G6PD d ficientes parasit es est suivant les individus 2 80 fois plus faible que celle des h maties parasit es poss dant l enzyme G6PD efficace par suite du ph nom ne de Iyonisation les all les des g nes port s par un chromosome X s expriment dans certaines cellules les all les de l autre chromosome X dans d autres cellules d o la pr sence de deux populations d h maties chez les femmes h t rozygotes pour le g ne G6PD Individus Filles h 23 kbl P le lo hohih2 hs ha fis fie j7 fis jio 20 Bimini GOED Lala fona 53 361027 car 12106419 24 7 5 joai 239 2 3 ha 1 9 w 0 11 d ficiente H maties G6PD Sueli 23134 2 2 55 22 3166 z 64 23 i37 10 2 24 hss 51 1450 28 loss
228. es nucl iques strictement codantes des all les PheNorm PheMut39 PheMut55 PheMut95 PheMut111 PheMut222 et PheMut245 Prot ines PAH qui charge le fichier choixProtPAH edi affichant les s quences prot iques des enzymes PAH Norm activit normale PheMut39 PheMut55 PheMut95 PheMut111 PheMut222 et PheMut245 activit r duite Le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet gr ce au d veloppement de l arborescence Ph nylc tonuries PAH DHPR d acc der R f rences g ne PAH Nucl iques et prot iques R f rences PAH ADN pour charger le fichier RefPAH ADN edi affichant des s quences strictement codantes de trois all les de la PAH all le PheNorm codant pour une enzyme PAH fonctionnelle all les Mut95 et Mut111 codant pour des enzymes PAH non fonctionnelles Ces all les ont t choisis car ce sont ceux qui sont pr sents dans les familles tudi es Polymorphisme PAH All les PAH pour charger le fichier PolyPAH edi affichant les s quences strictement codantes de 31 all les du g ne PAH l all le PheNorm code pour une enzyme PAH fonctionnelle tous les autres all les codent pour une enzyme PAH non fonctionnelle et le num ro pr sent dans leur nom indique la position du codon mut Documents fournis Dans la banque des documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype ph ny
229. es ont t d crits pour la premi re fois en 1894 par William Bateson qui utilisa le terme homeosis pour d signer le ph nom ne de transformation d un organe en un autre C est l tude de ces mutants pr sentant des anomalies de disposition de certains organes mutants hom otiques qui a t l origine de la d couverte des g nes hom otiques Un g ne hom otique est alors d fini comme un g ne dont la mutation produit une hom ose c est dire l apparition d un organe bien form mais un mauvais emplacement dans le corps Les documents ci dessous pr sentent quelques exemples de ph notypes mutants hom otiques chez la Drosophile Mutant Drosophile antennapedia Pr sence de pattes la place des antennes Mutant Drosophile bithorax bx d couvert en 1941 Transformation du 3 segment thoracique en 2e segment thoracique pr sence de deux paires d ailes Mutant Drosophile bithoraxo de bxd d couvert en 1927 Transformation du premier segment abdominal en 3 segment thoracique pr sence de quatre paires de pattes Mutant Drosophile ultrabithorax ubx Transformation du 3 segment thoracique et du 1 segment abdominal en 2 segment thoracique l tal l tat larvaire Larve normale Larve mutante Ubx 45 ANAG NE Les g nes hom otiques Certains g nes vont intervenir au cours du d veloppement embryonnaire notamment pour diriger l expression d autres g nes
230. es prot ines correspondantes pour discuter comme il a t fait pour le g ne ABO des relations entre g notype ph notype mol culaire ph notype clinique Les mutations pr sentes dans les all les du g ne Fut1 entra nent des modifications de la s quence d acides amin s de l enzyme h responsables de l inactivit de l enzyme et d un ph notype groupe sanguin O R sultats de comparaisons simples entre les all les du g ne Futl d une part et entre les enzymes H correspondantes d autre part e All le Fut1h1 diff re de l all le Futicod all le normal de r f rence par une substitution en position 695 le remplacement d un nucl otide G par un A transforme le codon TGG en codon stop TAG Le polypeptide synth tis est donc plus court 230 acides amin s au lieu de 399 et donc non fonctionnel e All le Fut1h2 diff re de l all le Futlcod par une d l tion d un nucl otide en position 990 il s ensuit un d calage du cadre de lecture et l apparition pr coce d un codon stop Le polypeptide synth tis est donc plus court 334 acides amin s au lieu de 399 et non fonctionnel e All le Fut1h3 diff re de l all le Futlcod par une substitution en position 721 T gt C Il s agit d une mutation faux sens qui entra ne le changement d un acide amin dans la s quence du polypeptide Cette diff rence suffit rendre l enzyme non fonctionnelle e All le Fut1h4 diff re de l all le
231. es prot iques qui charge le fichier GlobineBetaPRO edi affichant les s quences prot iques correspondantes Le fichier contenant l ensemble de ces s quences est sans doute le plus appropri pour envisager les divers types de mutations ponctuelles et leurs cons quences sur le ph notype mol culaire Le principe de la d marche est de e comparer les s quences nucl iques des diff rents all les du g ne de la b ta globine par rapport l all le HbA all le consid r comme r f rence de fa on identifier les diff rents types de mutations ponctuelles e comparer les s quences polypeptidiques cod es par les divers all les la s quence de r f rence cod e par la s quence HbA e mettre les diff rences au niveau polypeptidique en relation avec celles du niveau nucl ique pour faire le point sur les cons quences des mutations sur le ph notype mol culaire On aboutit ainsi aux conclusions suivantes e certaines mutations substitution sont muettes variant 1 car elles n ont aucune cons quence sur la s quence du polypeptide du fait de la redondance du code g n tique e d autres substitutions sont neutres car entra nant un changement de la s quence du polypeptide sans en modifier les propri t s variant 2 e d autres substitutions sont non sens car entra nant la synth se d un polypeptide non fonctionnel cause de l apparition anticip d un codon stop e d autres mutations sont des d l tio
232. esse du r trocontr le n gatif des hormones ovariennes absence de progest rone et taux tr s faible d strog nes La comparaison des cas 3 et 5 montre une similitude des effets d une inactivit de la LH et de la FSH en ce qui concerne la production d strog nes Les deux gonadotrophines sont donc indispensables cette production leurs actions se compl tent la FSH permet la croissance du follicule dont les cellules doivent tre stimul es par la LH pour produire des strog nes Sous l action de la LH il y a production d androg nes par les cellules de la th que qui sont convertis en strog nes par les cellules de la granulosa sous l action de la FSH 193 ANAG NE Cas n 6 hypogonadisme chez un jeune Homme S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 6 Homme non pub re puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequen
233. et la dopaquinone form e qui poss de une forte affinit pour les groupements sulfhydril pr sents dans la cyst ine est transform e en ph om lanine pigment jaun tre La voie m tabolique vers la ph om lanine est donc privil gi e aux d pens de celle de l eum lanine Cet all le est donc l origine d un albinisme de type OCA 1B L all le tyralbTS code pour une tyrosinase inactive au dessus de 35 C cette mutation serait semblable celle qui existe chez le Chat siamois Cet all le est donc l origine d un albinisme de type OCA1 TS 78 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Pistes d exploitation p dagogiques des donn es fournies L analyse des donn es fournies concernant les ph notypes albinos permet d aborder les notions suivantes L accent est particuli rement mis ici sur les deux derniers points qui illustrent la complexit des relations le ph notype peut se d finir diff rents niveaux et le ph notype mol culaire d termine le ph notype cellulaire et macroscopique le ph notype mol culaire s explique par le g notype un m me ph notype peut correspondre plusieurs g notypes plusieurs g nes peuvent tre impliqu s dans la r alisation d un ph notype g notype ph notype La diversit des ph notypes et les relations g notype ph notype chez les homozygotes S quences et documents Fichiers des s quences Dans la ba
234. et permettre ainsi la mise en place des diff rents organes on les qualifie de g nes ma tres ou g nes architectes Il en est ainsi chez les Vert br s des g nes Pax qui d terminent la disposition des organes selon l axe dorso ventral et des g nes hom otiques qui d terminent la disposition des organes le long de l axe ant ro post rieur Les g nes hom otiques sont des g nes r gulateurs activation ou inhibition de l expression d autres g nes Ce sont des g nes hom obo te ou homeobox c est dire qu ils codent pour une prot ine dont un domaine est tr s conserv au cours de l volution Ce domaine prot ique appel hom odomaine a t d couvert en 1983 il comporte soixante acides amin s et sa structure secondaire comporte trois h lices formant le motif HLH Helix Loop Helix Ce domaine se fixe l ADN ce qui contribue ouvrir localement l ADN pour permettre la transcription Complexe Hom odomaine ADN cette figure a t obtenue avec le logiciel RasTop Les g nes hom otiques sont organis s en complexes hom otiques chez les animaux Les complexes hom otiques La disposition et l organisation des g nes hom otiques sont bien connues chez deux organismes la Drosophile et la Souris Chez la Drosophile les g nes hom otiques forment le complexe Hom C port par le chromosome 3 ce complexe est compos de deux groupes de g nes le groupe Antennapedia et le groupe Bithorax
235. existe plusieurs pr dispositions au cancer du sein Seule l une d entre elle sera tudi e ici Certaines familles sont tr s touch es par le cancer du sein dans ces familles le risque d tre touch par ce cancer peut tre multipli par 8 10 par rapport celui de la population g n rale Environ 10 15 de ces cancers du sein sont li s la transmission selon un mode autosomique dominant d un all le mut du g ne BRAC1 ou du g ne BRCA2 la certitude qu il s agit d une forme monog nique n est obtenue que lorsqu une mutation est identifi e Ce mode de transmission peut tre voqu lorsque l on constate l association des crit res suivants e nombre de cas lev dans une m me famille e pr cocit des atteintes canc reuses moins de 40 ans e atteinte mammaire bilat rale e association fr quente avec un cancer de l ovaire e observation de cancer du sein chez l Homme rare Chez les femmes ayant h rit d une mutation dominante de ce g ne le risque tumoral mammaire est lev environ 38 50 ans la p n trance est donc lev e mais pas totale Les g nes BRCA1 et BRCA2 ont t identifi s en 1994 et19 5 et sont localis s respectivement sur les chromosomes 17 17q21 et 13 13q14 Ces g nes sont de grande taille 5 592 nucl otides r partis en 22 exons pour la s quence codante du g ne BRCA1 10 254 nucl otides r partis en 26 exons pour le g ne BRCA2 les exons 11
236. faible de progest rone La FSH doit donc agir normalement par contre il y a d faillance au niveau de l action de la LH Deux hypoth ses sont alors possibles structure anormale de la LH ou structure anormale de son r cepteur La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 3 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour le r cepteur la LH 8 Comparaison simple Mutation par substitution du nucl otide 1060 ce qui modifie le codon 354 GAA gt AAA Au niveau du r cepteur l acide amin 354 est donc modifi acide glutamique gt gt Pro RLH adn lysine bal Remarques Le taux lev de LH s explique par l absence de r trocontr le de la part des strog nes taux trop faible et de la progest rone taux quasiment nul sur l axe hypothalamo hypophysaire 189 ANAG NE Cas n 4 hypogonadisme chez un jeune Homme S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH
237. fficace et la GH stimule galement la synth se prot ique dans de nombreux tissus Ces hormones sont cod es par des g nes situ s sur des chromosomes diff rents chromosome 6 pour le g ne de la HLP chromosome 17 pour les g nes de la GH et la HPRL Les similitudes de s quences nucl iques et prot iques constat es permettent de dire que ces g nes forment une famille multig nique Ces trois g nes ont donc une origine commune et sont issus d un m me g ne ancestral par duplications g niques suivies de mutations diff rentes La duplication la plus r cente est celle qui est l origine des g nes GH et HLP Tous les Vert br s t trapodes poss dent les g nes GH et HPRL mais seuls les Mammif res placentaires poss dent le g ne HLP On peut donc consid rer qu une premi re duplication l origine des g nes GH et HPRL a eu lieu chez les premiers t trapodes avant que n apparaissent les Amphibiens et qu une deuxi me duplication a eu lieu beaucoup plus r cemment il y a environ 100 Ma 157 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L exploitation des donn es fournies sur les hormones ant hypophysaires et placentaires permet de d gager les notions li es aux m canismes d volution du g nome et notamment l apparition de nouveaux g nes par duplication g nique suivie de mutations ind pendantes Ici les mutations qui sont apparues ont amen des fonctionnalit s nouvelles pou
238. fichiers InfoAlphaAT bmp pour afficher des informations scientifiques sous forme d un petit texte concernant l alpha ATet la relation entre le d ficit en alpha AT fonctionnelle et l emphys me pulmonaire famille A PhaAT bmp qui pr sente l arbre g n alogique d une famille pr sentant des cas d emphys me pulmonaire Les ph notypes cliniques et biochimiques concentrations plasmatiques en alpha AT sont indiqu s pour chaque individu Les individus fumeurs sont indiqu s AllellesAIPhaAT bmp qui pr sente sous la forme d un tableau la fr quence estim e de chaque all le dans la population blanche des tats unis d Am rique et pour chacun de ces all les indique la concentration d alpha AT dans le sang et le risque de maladie chez l homozygote GenoPhenoA PhaAT bmp qui affiche un tableau indiquant les ph notypes biochimiques concentration en alpha AT et cliniques en fonction des diff rents g notypes repartitionSZ bmp qui affiche les cartes de distribution de fr quence de l all le S et de l all le Z en Europe R sultats obtenus par l exploitation des s quences nucl iques fournies Diff rence par rapport l all le de r f rence M 1 Diff rence entre la All le prot ine cod e par M 1 Nucl otide Codon et la prot ine cod e par cet all le M1 710 C gt T Codon 237 GCG gt GTG AV 374 G gt A Codon 125 CGT gt CAT R gt H M2 710 C gt T Codon 2
239. ge le fichier phyloopsines jpg montrant la phylog nie des g nes des opsines humaines sans l gende Ce document peut tre compl t de fa on y placer les m canismes intervenant dans l histoire de ces g nes duplications et fixations de mutations ind pendamment dans les deux branches 153 ANAG NE La comparaison de s quences prot iques et ou nucl iques permet de d gager la notion de mol cules homologues prot ines homologues ou g nes homologues gr ce l importance des similitudes constat es Le relev des diff rences permet de pr ciser le degr de parent entre les prot ines et ou les g nes et donc d tablir une phylog nie pour ces g nes G ne de l opsine rouge G ne de l opsine verte G ne de l opsine bleue L M S G ne de l opsine rouge 100 G ne de l opsine verte 97 7 100 G ne de l opsine bleue 57 1 57 6 100 Matrice des identit s cr e partir d un alignement avec discontinuit des g nes des opsines Opsine rouge L Opsine verte M Opsine bleue S Opsine rouge 100 Opsine verte 95 9 100 Opsine bleue 42 43 1 100 Matrice des identit s cr e partir d un alignement avec discontinuit des opsines s quences prot iques vert M rouge L bleu S Arbre phylog n tique obtenu partir de l exploitation des matrices des identit s La phylog ni
240. graphique pour effectuer les adaptations n cessaires Sous Windows 95 et versions suivantes lors de l installation Anag ne est ajout la liste des programmes accessibles par le menu D marrer _ CNDP INRP Anag ne Fichi r Edition Traiter Options Fen tre Aide CESSE RARES aus Aaaa version 2 i 000060_ MMA 1cHor Apr s un temps de chargement d autant plus rapide que le micro ordinateur est de type r cent et une phase d initialisation n cessaire l interface d Anag ne appara t 11 ANAG NE L INTERFACE D ANAG NE Anag ne est constitu d une fen tre m re pr sentant sous la barre de titre une barre de menus et une barre d outils Les modes de d placement et de s lection pilot s l aide de la Souris ou du clavier ob issent aux r gles adopt es par Windows Par ailleurs lorsque le pointeur de la Souris est maintenu quelques instants en place sur l un des objets de l cran tel par exemple un bouton de la barre d outils une bulle d aide appara t et rappelle la fonction qui lui est associ e si cette sens n a pas t d coch e LE LL merto utes i curseur Code g n lique Imprimer Informations Enregistrer Voir le chasseur Graphique de ressemblance Programmes et documents Action enzymalique Th mes d tude Comparer les s quences Banque de s quences Convertir les s quences Ainsi les fonctions d Anag ne sont accessibles soit traver
241. h mes d tude chaque s quence est associ un pictogramme sp cifique en relation avec sa nature s quence nucl ique de type ADN ARN ou s quence prot ique Dans la nouvelle banque de s quences fournies celles ci sont organis es par niveaux et par th mes d tude Les s quences de la pr c dente version d Anag ne organis e par type de mol cules ont t maintenues apr s la nouvelle banque Banque de s quences na Banque de s quences Li Infos amp nnuler H S quences fournies llele Le adn E Seconde Locx Allele let adn El Premi res 5 ES L xxx llele le2 adn g G notype ph notype environnement xox llele le3 adn H g Ph notypes et g notypes diff rents niveaux d organisal Lg llele led adn g Complexit des relations g notype ph notype environnen Proteine Le pro g Morphogen se v g tale et tablissement du ph notype Proteine le1 pro H El Ph notype v g tal g notype et environnement Proteine le2 pro El G notype Pois normal et nain E Proteine le3 pro Ph notype nain et synth se des gibb rellines Proteine le4 pro H g G notype environnement syst me nerveux g Terminale g Terminale sp cialit g LES CHA NES DE L H MOGLOBINE M d H H Pour charger une ou plusieurs s quences de la banque il faut ouvrir la bo te de dialogue intitul e Banque de s quences Elle est accessible par le menu Fichi
242. harge le fichier DomFamillesHomme edi affichant les s quences prot iques correspondantes Les g nes hom otiques des Arthropodes et des Vert br s forment une famille multig nique Au sein d un m me organisme par exemple la Souris tous les g nes hom otiques pr sentent une similitude importante de s quence au niveau de l hom obo te ce sont donc des g nes homologues cette homologie t moignant de leur origine commune De plus l ordre des g nes sur chaque chromosome donc au sein d un m me complexe est similaire d un complexe l autre On peut donc dire que l on a des g nes paralogues exemple HoxA4 HoxB4 HoxC4 et HoxD4 sont paralogues Comparaisons entre les g nes hom otiques des Vert br s et des Arthropodes e les g nes des complexes Hox de Souris et Hom C de Drosophile pr sentent des similitudes dans leur ordre de disposition sur les chromosomes et dans les deux cas ils sont impliqu s dans le positionnement et l identit cellulaire le long de l axe ant ro post rieur e des exp riences de transgen se intersp cifique ont t r alis es avec succ s o la substitution du g ne lab mut chez la Drosophile mutation qui entra ne la formation d une t te tr s petite par le g ne Hox B1 de Poulet restaure la morphogen se normale de la t te de Mouche o l insertion du g ne Hox B6 de Souris chez la Drosophile entra ne la transformation des antennes en pattes thoraciques o d
243. hiers globdrep pdb et globnorm pdb d une globine b taA normale et d une globine b taS dr panocytaire Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene 2 le r pertoire Drepanocytose contient les fichiers pdb suivants betanorm pdb betadrep pdb hbnorm pdb et hbshbs pdb Ph notype a ue Ph notype cellulaire Ph notype mol culaire H moglobine constitu e Individu sain Pas de troubles particuliers H maties non d form es principalement de deux cha nes alpha et deux cha nes b taA SE ue 3 H maties en faucille H moglobine constitu e Individu An mie fatigue crises h ne n di vano vtair dr panocytaires d form es par des fibres principalement de deux cha nes P y y d HbS alpha et deux cha nes b taS Le g notype d termine le ph notype mol culaire lui m me responsable du ph notype cellulaire et clinique la mise en parall le des comparaisons effectu es entre les deux all les b taA et b taS et les prot ines correspondantes met en vidence une seule diff rence une substitution A gt T au 20e nucl otide qui modifie le 7e codon provoquant ainsi le remplacement de l acide glutamique par la valine BE Comparaison simple 1 5 10 15 TETE Ter GS Dodo arr raitement 0 Comparaison simple de s quences d ADN all le beta p 0 JATGGTGCACCTGACTCCT AGGAGAAGTCTGCCGTTACTGCCCTE all le beta Tieren e prot ine
244. hom pdb gammahom pdb et zetahom pdb 149 ANAG NE Des similitudes de structure et de fonction pour les globines humaines Toutes les globines humaines globines alpha b ta z ta gamma G gamma A epsilon pr sentent des structures qui se ressemblent de telles similitudes confortent l id e d une origine commune Repr sentation en squelette carbon de 4 globines humaines le groupement h me est mis en vidence Repr sentation en rubans de 4 globines humaines les secteurs en h lice sont mis en vidence de fa on color e Des similitudes de s quences prot iques et nucl iques Les s quences nucl iques ou les s quences peptidiques des globines humaines pr sentent un degr de similitude qui ne peut tre d au hasard Les globines sont donc des prot ines homologues qui d rivent donc d un m me g ne ancestral de la m me fa on on observe des similitudes dans l organisation de ces diff rents g nes ils poss dent tous trois exons et deux introns et ont des longueurs proches Les g nes des globines forment donc une famille multig nique Afin d tablir l arbre de filiation des g nes de cette famille de globines humaines on rel ve les simulitudes entre les s quences nucl iques de ces g nes ce qui permet de construire une matrice Alphal Alpha2 B ta GammaA GammaG Delta Epsilon Th ta Z ta Myoglobine Alphal 100 Al
245. hromosom s exprime et il y a alors production de prot ine TDF Testicule Determining Factor Cette prot ine contr le l expression de nombreux autres g nes codant pour des prot ines induisant la diff renciation des gonades en testicules d s la 8 semaine Les testicules produisent alors de la testost rone responsable du d veloppement des voies g nitales m les et de la masculinisation des organes g nitaux externes ils produisent galement de AMH Anti Mullerian Hormon responsable de la d g n rescence des canaux de M ller Si l embryon ne poss de pas de chromosome Y les gonades se diff rencient en ovaires vers la 10 semaine L absence de testost rone entra ne la r gression des canaux de Wolf et l absence d AMH entra ne le d veloppement des canaux de M ller l origine des voies g nitales f minines Le caryotype ne d termine donc que la diff renciation des gonades La diff renciation des voies g nitales se fait ensuite de fa on ind pendante du caryotype en fonction des hormones s cr t es ou non testost rone et AMH L ach vement des ph notypes sexuels se d roule la pubert Les gonades deviennent alors fonctionnelles et produisent des gam tes mais aussi des hormones gonadiques agissant sur les caract res sexuels secondaires Les gonatrophines hypophysaires LH et FSH contr lent le fonctionnement de ces gonades leur s cr tion est elle m me sous l influence de la GnRH hypothalamique et sous l
246. hysique U L E 02 O d qq e a p 20 30 40 50 60 70 80 Age en ann es Risque d apparition d un cancer du sein chez les femmes porteuses d un all le mut du g ne BRCA1 ou BRCA2 d apr s un article de Science vol 302 24 octobre 2003 Enfin le fait que les femmes porteuses d un all le mut BRCA1 aient un risque diff rent de d velopper un cancer du sein selon qu elles sont actives physiquement ou non met aussi en vidence l influence de l environnement Cette pluralit des facteurs de pr disposition l apparition d un cancer est importante d gager 102 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES MORPHOGEN SE V G TALE ET TABLISSEMENT DU PH NOTYPE pPolymorphisme des gibb rellines Informations scientifiques Le ph notype nain chez quelques v g taux Chez l pinard de l esp ce Spinacia oleracea la plante se pr sente en rosette en p riodes de jours courts mais lors du passage en jours longs on observe une croissance importante de la tige Cette croissance due essentiellement une longation des entren uds est sous l influence de la photop riode et n cessite des hormones de croissance les gibb rellines Chez le Pois de l esp ce Pisum sativum on conna t des mutants qui pr sentent un ph notype en rosette d une croissance quasi nulle des entren uds Plusieurs g nes sont mis en cause codant notamment pour des enzymes intervenant dans la cha ne de bios
247. i indique que la taille des Levures est li e la division cellulaire et varie entre 7 et 14 microns Il s agit alors de mettre en relation les diff rences ph notypiques de taille entre ces trois souches avec les diff rences entre les all les du g ne CDC2 qui contr le l entr e en division cellulaire La comparaison avec Anag ne comparaison simple des s quences des trois all les fournis alleles cdc2 seconde edi permet de mettre en vidence les diff rences suivantes FH Comparaison simple NS 120 130 140 150 160 170 180 190 200 cdc2sac S adn 0 ATCTGAGGGAGTTCCTAGCACAGCTATTCGTGAAATTTCGCTTCTTAAAGAAGTGAATGATGAGAATAATEGATCARATTGTGTTC cdc2sac TS adn al H0 A EE SE EE GE EE a EEE D EC NE EE RE cdc2sac DP adn oO RE ren mo nn pro mo RES Comme pour le g ne ADE2 on constate qu un seul changement d un nucl otide modifie l information cod e par le g ne de plus le site o a lieu le changement en conditionne l effet puisque les deux all les entra nent des ph notypes oppos s La composition des trois all les en nucl otides tant quasiment la m me cela conforte l id e que l information g n tique r side dans la s quence des nucl otides du g ne 38 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE Ph notypes dr panocytaire ou non dr panocytaire et variabilit du g ne de l h moglobine Informations scientifiques Des donn es concernant la dr panocytose sont fournies dans
248. i le lecteur d une station d un serveur ou d une tour de CD est au pr alable partag en lecture Chaque station doit alors se connecter au lecteur de c d rom partag et lancer l ex cution du programme Setup exe situ dans le dossier Anagene du c d rom Une autre m thode d installation consiste copier au pr alable l int gralit dossier Anagene du c d rom sur une ressource en r seau disque dur d un serveur de r seau ou d une station etc Ce dossier est partager en lecture pour qu il soit accessible en r seau chacune des stations quiper Pour l installation d Anag ne chaque station doit se connecter la ressource partag e et lancer l ex cution du programme Setup exe situ la racine du dossier Apr s quelques instants la fen tre d installation d Anag ne s affiche au centre de l cran de la station indiquant les consignes appliquer LANCEMENT D ANAG NE Anag ne ne s ex cute pas partir du c d rom la pr sence du disque dans le lecteur n est pas n cessaire Pour am liorer le confort visuel et si la carte graphique le permet il est pr f rable de travailler avec une r solution d au moins 800 x 600 pixels On se r f rera au manuel d utilisation de Windows ou celui de la carte graphique pour effectuer les adaptations n cessaires Le lancement d Anag ne s effectue en cliquant sur D marrer puis Programmes puis sur l une des deux ic nes de lancement d Anag ne contenue
249. ication g nique ce document est utile pour introduire la notion de transposition d un g ne Comparaison des globines en 3D qui charge le fichier comp3Dglobines jpg affichant les repr sentations en squelette carbon et en rubans de quatre globines humaines les globines alpha b ta gamma et z ta Ces structures ont t obtenues avec le logiciel RasTop La similitude de structure des globines pr sent es peut sugg rer l id e d une parent entre ces mol cules donc entre les g nes qui les codent Filiation globines qui charge le fichier arbreglobines jpg r v lant la phylog nie qui traduit les relations de parent entre l ensemble des diff rents g nes de globines humaine myoglobine famille alpha famille b ta Des indications de dates sont port es sur cette figure elles situent approximativement dans le temps les principales duplications g niques elles ont t obtenues en combinant deux sortes d information les diff rentes globines pr sentes chez diff rents taxons et les dates d apparition de ces taxons Datation des duplications qui charge le fichier dataduplijpg rappelant sous forme d un tableau les dates d apparition des principales classes de Vert br s ainsi que des indications permettant de dater les duplications alpha b ta et b ta delta Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene2 le r pertoire FamilleGlobines contient les fichiers pdb suivants alphahom pdb beta
250. ichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la tyrosinase des membres de la famille 2 avec les all les du g ne de la tyrosinase pr sents dans cette famille Les g notypes des individus sont les suivants I 1et III 5 sont tyrcod1 tyrcod2 I 2 I 3 et I 4 sont tyrcod1 tyralb A4 II 1 est tyrcod1 tyralb B1 II2 est tyrcod2 tyralb A4 II 3 est tyralb A4 tyralb A4 I 1 HI 2 II 3 sont tyralbB1 tyralb A4 II 4 est tyrcod2 tyralb B1 All les famille4 tyrosinase qui charge le fichier allelestyrfamille4 edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la tyrosinase des membres de la famille 2 avec les all les du g ne de la tyrosinase pr sents dans cette famille Les g notypes des individus sont les suivants I1 est tyrcod2 tyralb TS I 2 est tyrcod1 tyralb A4 II 1 est tyrcod1 tyrcod2 I2 IIS et I6 sont tyralb A4 tyralb TS II 3 est tyrcod1 tyralb TS II 4 est tyrcod1 tyrcod1 II 7 est tyrcod1 tyralb A5 II 1 est tyralb A4 tyralb A5 Documents fournis Dans la banque des documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes albinos permet d acc der Polyall lisme environnement et diversit des ph notypes Famille 1 pour charger le fichier arbreTyr1 bmp arbre g n alogique de la famille 1 avec indications du ph notype clinique pr cis des individus albinos Dans cette famille ce sont l
251. ies La banque de s quences d Anag ne fournit pour ADE2 uniquement deux s quences celle de l all le sauvage ADE2Allelel adn et celle d un all le mut ADE 2Allele2 adn La s quence codante de l all le mut diff re de l all le sauvage au nucl otide 103 G103T ce qui transforme le triplet GAA de l all le sauvage en TAA dans l all le mut GAA35TAA S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Variabilit de l information g n tique permet d atteindre Ph notypes couleur des Levures G ne ADE2 qui charge le fichier ade2 edi affichant deux s quences Ade2Allele1 et Ade2Allele2 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Variabilit de l information g n tique permet d atteindre Ph notypes couleur des Levures G ne ADE2 pour charger les fichiers colonie rouge jpg et colonie blanc creme jpg 36 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE Pistes d exploitation p dagogique des donn es et documents fournis Les documents fournis colonie rouge jpg et colonie blanc creme jpg permettent de mettre en vidence les diff rences ph notypiques au niveau de la colonie et par l au niveau cellulaire Il s agit alors de mettre ces diff rences en relation avec les deux all les d terminant ces ph notypes La comparaison avec Anag ne comparaison simple donne le r sulta
252. ies de pigmentation de la peau Les premiers signes apparaissent tr s pr cocement d s l ge d 1 ou 2 ans On observe d abord une hypersensibilit aux rayons UV solaires provoquant des ryth mes intenses puis des alt rations de la peau expos e s cheresse cutan e taches hyperpigment es k ratose C est donc une affection radio induite Des inflammations de la corn e et de la conjonctive apparaissent d s l ge de 4 ans Des tumeurs cutan es et ophtalmiques sont fr quentes d s l ge de 8 ans et la fr quence des cancers cutan s est multipli e par presque 5 000 chez les sujets de moins de 20 ans par rapport un groupe t moin Environ 20 des malades d veloppent aussi des anomalies neurologiques avec une perte progressive des neurones du cortex c r bral L esp rance de vie des malades est r duite de 30 ans en moyenne par rapport un groupe t moin Au niveau cellulaire les caract ristiques des cellules des malades Les troubles observ s r sultent de l atteinte de l ADN des cellules surtout des cellules cutan es par les rayons UV UVB surtout Une exp rience permet de mettre en vidence les m canismes d ficients dans les cellules d un individu x rodermique La technique pr sent e ci dessous est utilis e pour le diagnostic ant natal du Xeroderma pigmentosum elle se fait alors sur des cellules pr lev es par biopsie du trophoblaste la 9 semaine ou sur des cellules pr lev es lors d un
253. ieu mais que l on n en retrouve pas de signe dans les populations europ ennes actuelles En effet les descendants de ces m tissages ont pu appartenir des populations qui n ont pas surv cu au cours du paroxysme de la derni re p riode glaciaire On pouvait donc penser que l on avait plus de chance de rep rer ce m tissage dans l ADN fossile des Hommes de Cro Magnon qui ont cohabit avec les neandertaliens En mai 2005 l quipe de Caramelli a publi la s quence de la r gion hypervariable 1 de deux Hommes de Cro Magnon ayant v cu en Italie il y a 24000 ans Leurs s quences sont comparables celles des Hommes actuels dans un arbre phylog n tique ces Hommes de Cro Magnon se retrouvent parmi les Hommes actuels et non avec les neandertaliens En 2004 l quipe de David Serre et d Andr Langaney a publi les r sultats d une tude sur l ADN fossile de neandertaliens La Chapelle aux Saints Engis et d Hommes de Cro Magnon cinq sp cimens notamment des sites 133 ANAG NE de La Madeleine et de Cro Magnon Disposant des informations sur les s quences de neandertaliens pr c dentes ils ont essay d obtenir sur les diff rents chantillons d ADN fossile l amplification de fragments de la r gion hypervariable 1 par la technique PCR en utilisant des amorces typiques des s quences neandertaliennes Ils ont obtenu des produits d amplification pour tous les extraits de neandertaliens mais aucun partir des extraits de
254. ig nes contre lesquels sont dirig s les IgG utilis s pour la d marche pr sent e gp 120 gp 41 bicouche lipidique transcriptase inverse Structure du VIH p64 La comparaison des cha nes lourdes et l g res de quatre IgG diff rentes va permettre de mettre en vidence les diff rences qui existent entre les cha nes l g res d une part et les cha nes lourdes d autre part partie de s quence variable partie de s quence constante d un anticorps l autre d un anticorps l autre Comparaison avec alignement raitement chaine l g re 1F58 chaine l g re 1E6J gt rare koe ND A S lection 0 6 lignes chaine l g re ACY R sultat obtenu par alignement avec discontinuit de quatre cha nes l g res fragments FAB seulement de quatre IgG diff rentes On peut ainsi constater de nombreuses variations d un IgG l autre au d but des s quences acides amin s 1 112 mais aucune variation dans le reste de la s quence On d gage alors la notion de partie constante et de partie variable des cha nes l g res Un travail similaire effectu pour les cha nes lourdes permet d arriver au constat de l existence d une partie variable d un IgG l autre acides amin s 1 117 et d une partie constante malgr quelques petites variations tout de m me On peut alors faire l hypoth se que la sp cificit des IgG est li e l existence de ces zones variables des cha nes lourdes
255. imultan ment Apr s validation de la liste des enzymes s lectionn es les fen tres de r sultat se superposent en dessous de la fen tre d affichage dition des s quences M Action enzymatique ioj x Alu 1 100 d identit s 5 sites de coupure Enzymes 100 Alu I Hpa II Hnl I Fsp I z 6 12 o bcod adn 5 12 8 ocod adn 6 12 8 S lect 0 4 lignes Lf M Carte de restriction Of X acod ac ENT z d identit s 100 a aa ee A E T e TGTCAGTGCTGGAGGTGCGCGCCTACAAGCGC Rte DE Re ne tn ee EER en ACAGTCACGACCTCCACGCGCGGATGTTCGCG 460 470 480 490 EAN E i E o 530 Loupe sur la portion de s quence encadr e On peut voir les deux fen tres avec les commandes du menu Fen tre d Anag ne qui permettent divers affichages dont le mode Mosa que Il est noter qu en pr sence de fen tres contenant des documents iconographiques ce mode ne peut tre parfait les proportions des images tant toujours respect es La fen tre Action enzymatique pr sente le mode d affichage Tableau et montre le nombre de sites reconnus par chaque enzyme de la s lection active enzymes coch es dans la liste S lection d enzymes agissant sur chaque s quence nucl ique s lectionn e La fen tre Carte de restriction pr sente le mode d affichage Graphique et illustre l action d une enzyme de restriction sur une des s quences trait es On peut faire varier soit la s quence choisie soit l
256. in Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet d acc der au fichier protect bmp qui affiche un texte pr cisant les pr cautions que doivent prendre les individus x rodermiques pour viter les UV L influence de facteurs de l environnement comme les UV peut tre mise en vidence en comparant le ph notype de deux individus ayant des g notypes identiques par exemple xpc2 xpc2 mais qui vivent dans des conditions diff rentes En effet si l un de ces individus est expos aux rayons UV il d veloppera tr s rapidement des cancers cutan s par contre l individu qui prendra toutes les mesures de protection n cessaires vis vis des UV ne d veloppera pas de cancers cutan s Les possibilit s d dition de s quences offertes par le logiciel Anag ne permettent chaque enseignant de cr er ses propres exemples 95 ANAG NE Pr disposition g n tique au cancer du sein Informations scientifiques d apr s un article de la Soci t fran aise de g n tique humaine crit par les docteurs D Stoppa Lyonnet Institut Curie C Bona ti Pellie INSERM et le professeur Yves Jean Bignon unit d oncog n tique centre Perrin Le cancer du sein touche environ dans nos populations une femme sur douze vivant jusqu l ge de 80 ans Avec environ 26 000 nouveaux cas et 11 000 d c s chaque ann e c est la premi re cause de mortalit par cancer chez la femme Il
257. influence du r trocontr le exerc par les hormones gonadiques Toute alt ration dans la structure d une des hormones impliqu es AMH TDF gonadotrophines hormones gonadiques ou de leurs r cepteurs peut donc perturber la mise en place du ph notype sexuel 182 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Les donn es fournies peuvent tre utilis es en cours d tude du th me sur le d terminisme du sexe comme support pour tablir certaines notions du programme elles peuvent aussi servir de support un travail de r flexion et de recherche en fin d tude de ce th me les l ves ayant alors mobiliser les connaissances nouvellement acquises Neuf cas cliniques ont t retenus Cas Ph notype et caryotype Cause physiologique Cas n 1 Hypogonadisme Masculin absence de pubert LH d ficiente hypophysaire 46 XY F minin absence de pubert Cas n 2 Pseudo hermaphrodisme 46 XY E R cepteur LH d ficient 3 i F minin ab de pubert SANS Hy pogonan isnie CR de A R cepteur LH d ficient gonadique 46 XX Cas n 4 Hypogonadisme Masculin pubert normale st rile FSH d ficiente hypophysaire 46 XY 5 i F minin ab de pubert Cas n 5 Hypogonadisme minin absence de pubert FSH d ficiente hypophysaire 46 XX Cas n 6 Hypogonadisme hypogonadotrope Masculin absence de pubert et
258. ion hypophysaire par injection de 100 microgrammes de GnRH Hormones dos es Taux initial Taux au bout Taux an bout de 30 minutes de 60 minutes LH U I 33 170 130 FSH UNI 0 6 0 6 0 8 192 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es On constate un taux tr s faible de FSH et un taux d strog nes correspondant pratiquement celui de la m nopause cela est mettre en relation avec un cycle ovarien incomplet La stimulation par la GnRH reste sans effet sur le taux de FSH Il semble donc que la LH soit active et s cr t e en r ponse la stimulation par la GnRH contrairement la FSH On peut donc envisager un probl me au niveau de la FSH La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 5 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour la FSH i Comparaison simple e CE TE 1 Une mutation par substitution Traitement o modifie le codon n 84 TGT gt FSHB adn GE TATGAAACAGTGAGAGTECCCGGCTGTGCTCACCATGCAGATI CGT ce qui entra ne la FSHBCasSadn ffo 4 SPET j Lo modification d un acide amin Tamen o na pr PofsHadn D Y ETURUPAUQAHHAD cyst ine gt arginine Pro FSHB Cas5 adn 4 0 R S lection 0 6 lignes af Remarques Le taux lev de LH s explique par la faibl
259. ions g n tiques Duplications et familles mulig niques G nes des globines Informations scientifiques Cf page 124 classe terminale L exploitation des donn es fournies permet de b tir les notions relatives l apparition de nouveaux g nes par duplication g nique suivie de mutations Les g nes de la famille des globines codent pour des prot ines ayant conserv globalement la m me fonction fixation de dioxyg ne gr ce au groupement h me La disposition des diff rents g nes de cette famille sur deux chromosomes diff rents permet d aborder le ph nom ne de transposition ou translocation g nique Quelques donn es pal ontologiques sont utilisables pour dater approximativement certaines duplications g niques Pistes d utilisation p dagogique Les g nes des globines forment une famille multig nique S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes des globines permet d atteindre Nucl iques qui charge le fichier genes g1ob humaines edi affichant les s quences nucl iques repr sentant la partie strictement codante du codon d initiation au codon stop des g nes de globines humaines alpha 1 alpha 2 b ta gamma gamma G z ta delta epsilon th ta myoglobine Prot iques qui charge le fichier pro glob humaines edi affichant les s
260. ique avec indication du ph notype clinique les s quences des all les de chaque individu pour le g ne concern les all les de r f rence du g ne concern La comparaison des all les de chaque individu permet de d terminer son g notype Les r sultats figurent ci dessous Famille G notypes A K Adrien Betty Adrien Betty et J r me xpcNorm xpc1 Priscille J r me Priscille xpcNorm xpcNorm Nicolas Nicolas xpc1 xpcl Famille1 en hachur individu atteint de Xeroderma 1 94 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Gr goire Marie O D Gr goire Marie Jean Anne xpcNorm xpc2 M lanie Anne M lanie xpc2 xpc2 Jean Famille2 en hachur individu atteint de Xeroderma Michel Sylvie Michel et Sylvie xpcNorm xpc3 gt E Agn s et Tristan xpc3 xpc3 Agn s Nes Elodie Elodie xpcNorm xpcNorm Tnstan Famille 3 en hachur individu atteint de Xeroderrna La comparaison du g notype d un individu h t rozygote avec son ph notype sain permet de dire que les all les mut s sont r cessifs par rapport l all le normal Ces relations de dominance r cessivit ne se con oivent qu au niveau du ph notype cellulaire et clinique car tous les all les s expriment Des facteurs de l environnement peuvent avoir une influence sur le ph notype Documents fournis Dans la banque de documents le chem
261. iron 1 L h moglobine A est constitu e de deux cha nes de globine alpha et de deux cha nes de globine b ta L h moglobine D est constitu e de deux cha nes de globine alpha et de deux cha nes de globine delta Chaque globine est cod e par un g ne Les g nes des globines sont r partis sur deux chromosomes diff rents e les g nes de type alpha sont regroup s sur un chromosome le chromosome num ro 16 e les g nes de type b ta sur un autre le chromosome num ro 11 La disposition des g nes de la globine humaine le long des chromosomes correspond l ordre dans lequel ils sont exprim s au cours du d veloppement Chromosome 16 Groupe de type alpha poal l e a2 8 Chromosome 11 Groupe de tvpe b ta z Gy Ay pk B Cartes de la famille des g nes codant les cha nes de type alpha et b ta de l h moglobine humaine Les g nes embryonnaires sont repr sent s en bleu les g nes foetaux en vert les g nes adultes en jaune et les pseudog nes en rouge e Sur le chromosome 16 on trouve de gauche droite les g nes z ta en bleu fz et fa1 en rouge et alphal puis alpha2 et th ta en jaune e Sur le chromosome 11 on trouve de gauche droite les g nes epsilon en bleu Gamma G et gamma A en vert fb en rouge delta et b ta en jaune Les pseudog nes ne codent pas pour des prot ines fonctionnelles la maturation de l ARNm ou sa traduction sont bloqu es Tous les Vert br s l exc
262. ition les donn es suivantes un arbre qui n est l que pour pr ciser le ph notype des membres d une famille donn e et non pour initier un raisonnement en fonction des lois de l h r dit les s quences des deux all les du g ne de la tyrosinase que poss dent tous les membres de la famille les s quences des all les de la tyrosinase pr sents dans la famille pour la famille 2 sont aussi fournies les s quences des deux all les du g ne OCA2 de chaque membre de la famille et les s quences des all les OCA2 normal et OCA2 m1 pr sents dans cette famille Familles 1 3 et 4 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes albinos permet par le d veloppement de l arborescence d acc der All les famille1 tyrosinase qui charge le fichier AllelesTyrFamille1 edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la tyrosinase des membres de la famille 1 avec les all les du g ne de la tyrosinase pr sents dans cette famille Les g notypes des individus sont les suivants I1 et 112 sont tyralb A2 tyrcod2 12 I 1 et MI 1 sont tyrcod2 tyrcod2 13 et II 4 sont tyrcod1 tyralb A1 I 4 est tyrcod2 tyrcod1 II 3 est tyrcod2 tyralb A1 M 2 et M 3 sont tyralb A1 tyralb A2 All les famille3 tyrosinase qui charge le fichier AllelesTyrFamille3 edi aff
263. ivement pour chaque th me dans cette documentation Les s quences et les documents s y rapportant seront prendre dans deux entr es distinctes de l arborescence des th mes e relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant e _ Complexit des relations g notype ph notype environnement ceci afin de ne pas multiplier les s quences et les documents charger pour chaque phase du travail Th mes d tude Annuler Th mes d tude Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype dr panocytaire D Prot ines B ta L Dr panocytose Le ph notype ph nylc tonurique Le ph notype groupes sanguins e Le ph notype albinos Le ph notype xeroderma Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes dr panocytaires aE Dr panocytoses R f rences g ne b ta globine Dominance et r cessivit Famille 1 Influence de l h moglobine foetale Famille 2 feen Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 3 gt Le programme pr voit galement d envisager la morphogen se v g tale sous langle des interactions g notype ph notype environnement Le d terminisme du ph notype alternatif nain et taille normale de nombreuses plantes constitue un bon support La croissance de la plante d pend de la synth se de gibb rellines hormones
264. l le mut chez I2 r sulte d une mutation germinale survenue chez un des deux parents En toute rigueur on ne peut exclure totalement une mutation survenue au stade uf Si l on veut pousser l analyse plus loin on constate que la personne I1 poss de un all le mut qu elle a h rit de sa m re mais n a pas de cancer Ainsi il faut prendre soin de repr ciser que le cancer est une maladie plurifactorielle et que les descendants de personnes atteintes d un cancer d une mutation germinale ne seront pas forc ment atteints aux aussi par un cancer simplement leur risque est plus important d o l int r t d exercer une vigilance accrue 42 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE D termination du type de mutation germinale ou somatique impliqu e dans une famille touch e par le cancer mutations et environnement S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Origine de la variabilit de l information g n tique Mutations somatiques et mutations germinales permet d atteindre R f rences cancer foie pour charger le fichier ref cancer Foie edi qui affiche des s quences strictement codantes des all les du g ne p53 pr sents dans une cellule normale cn et dans une cellule canc reuse cc chez un individu atteint d un cancer du foie Famille2 P53 pour charger le fichier Famille2 P53 edi qui affiche les s quences strictement codantes des all
265. l association de quatre cha nes polypeptidiques identiques deux deux Chaque cha ne adopte une conformation spatiale lui donnant une forme globuleuse et m nageant une poche superficielle dans laquelle se trouve log le groupement h me non prot ique Chaque globine pr sente sept ou huit secteurs en forme d h lice droite reli s par des segments comportant parfois des coudes H lice F AAn H lice H H lice E AAI H lice A Coude GH Mod lisation de la globine b ta humaine 124 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S L tre humain au cours de sa vie produit plusieurs globines diff rentes Lh mm SS Ln Pourcentage de synth se 0 10 20 30 40 8 12 16 Age de la A R Age post natal grossesse semaines mois Bien que n ayant pas la m me longueur 141 acides amin s pour les globines alpha 1 et alpha 2 th ta et z ta 146 acides amin s pour les globines b ta gamma delta epsilon gamma A et gamma G toutes ces globines sont fonctionnelles et ont un r le semblable fixation et transport du dioxyg ne gr ce au groupement h me Avant la naissance les h maties du f tus contiennent de l h moglobine f tale constitu e de deux cha nes de globine alpha et de deux cha nes de globine gamma Apr s la naissance les h maties contiennent de l h moglobine adulte A tr s largement majoritaire 97 de l h moglobine D 2 et de l h moglobine F env
266. la variabilit de l information g n tique se pose le probl me de l origine de cette variabilit Il s agit alors d introduire la notion de mutation et de distinguer ensuite mutations somatiques et mutations germinales La distinction entre mutations somatiques et mutations germinales peut tre introduite partir de l exemple des cancers Un exemple est propos l implication des mutations du g ne p53 dans certains cancers certains 33 ANAG NE cancers semblent impliquer une mutation germinale du g ne p53 comme c est le cas pour le syndrome de Li Fraumeni d autres cancers semblent impliquer une mutation somatique du g ne p53 Il convient bien s r d tre tr s prudent lorsque cet exemple concernant les cancers est utilis et de bien pr ciser le caract re plurifactoriel de ces cancers L ouverture possible vers l int r t d un d pistage des mutations germinales quand il sera possible peut amener voquer la m decine pr dictive et pr ventive m me si cela n est pas au programme de cette classe Pour terminer afin de d gager l unit du vivant on fera prendre conscience l l ve que des g nes importants pour les organismes sont partag s par un grand nombre d tres vivants ce qui t moigne d une origine commune e g ne cdc2 pr sent chez toutes les cellules eucaryotes qui intervient dans le contr le du cycle cellulaire e g nes hom otiques pr sents chez de nombreux animaux qui co
267. lc tonurique permet d acc der aux fichiers reactionPAH jpg r action de transformation de la ph nylalanine en tyrosine catalys e par la PAH phenylcetonurie bmp texte de pr sentation du ph notype ph nylc tonurique diff rentes chelles monomerePAH jpg image obtenue l aide du logiciel RasTop pr sentant un monom re de la PAH et localisant le site actif la position du cofacteur BH4 effetMutPAH bmp tableau pr sentant le ph notype clinique des individus mutants homozygotes Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene2 le r pertoire Phenylcetonurie contient les fichiers pdb suivants Dimere4PAH pdb et Monomere2PAH pdb Les documents phenylcetonurie bmp reactionPAH jpg et monomerePAH jpg pr sentent le ph notype ph nylc tonurique et permettent de le d finir diff rentes chelles e ph notype clinique sympt mes de la maladie e ph notype biochimique concentration plasmatique en ph nylalanine e ph notype mol culaire enzyme PAH La comparaison des s quences protPAH edi des diff rentes prot ines PAH rencontr es chez des individus atteints enzymes non fonctionnelles avec la prot ine enzymatique de r f rence PheNorm enzyme fonctionnelle et la mise en relation avec les ph notypes cliniques correspondants effetmutPAH bmp 62 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES permettent de discuter des relations entre ph
268. le l une des r actions n cessaires peut donc aussi entra ner un ph notype ph nylc tonurique On conna t ainsi plusieurs all les du g ne de la DHPR impliqu s dans un ph notype ph nylc tonurique S quence nucl ique Polypeptide Noms ae 3 n Hyperph nylalanin mie des all les Type de mutation Nucl otides chang s Codons chang s Acides amin s chang s de l homozygote DHPRRef r f rence r f rence r f rence Non DHPRMut97 deletion CC290 TCC97TAA Ser97Stop Forte non d calante DHPRMut108 Mutation T322G TGG108GGG Trp108GIy Forte faux sens DHPRMut124 Insertion ACT366 367 368 124Thr Forte non d calante Autres g nes Des observations cliniques ont prouv que des personnes pouvaient avoir des ph notypes ph nylc tonuriques nettement diff rents alors qu ils avaient le m me g notype pour le g ne de la PAH et pour les g nes en relation avec le m tabolisme du BH4 Parmi les g nes en cause encore non identifi s se trouvent probablement ceux qui codent pour des prot ines assurant le transport des acides amin s travers la paroi des capillaires sanguins Des donn es r centes montrent que pour une m me concentration plasmatique en ph nylalanine il peut y avoir des concentrations tr s variables au sein du tissu c r bral 60 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Diagnose diff rentielle des hyperph nylalanin mies Un test permet de d terminer l origine d
269. le 2 11 cn all le 1 11 cn all le 2 12 cc all le 1 12 cc all le 2 12 cn all le 1 12 cn all le 2 13 cn all le 1 13 cn all le 2 14 cn all le 1 l4 cn all le 2 15 cn all le 1 15 cn all le 2 I cn all le 1 I cn all le 2 Lalslslsls als lstslsl sels lsalslslslsrarsts l l l I I l I l l l l l l l I l j I I I l l l l I l I 12 cc all le 1 e I2 cn al let del T R v S lection 0 23 lignes af Remarque le fait que des cellules normales poss dent un all le mut de P53 peut tre utilis pour faire saisir que le ph notype cellule canc reuse ne d pend pas du seul g ne P53 La possession d un all le mut de P53 pr dispose la cellule devenir canc reuse Il faut s interroger sur l origine de l all le mut pr sent dans toutes les cellules de l organisme des individus II2 et III2 La premi re conclusion est que I2 l a h rit de II2 Pour saisir l origine de lall le mut chez l individu II2 il faut tudier les g notypes de T1 et I2 La comparaison avec lall le de r f rence de P53 indique que ces deux personnes poss dent uniquement l all le de r f rence normal partir de l et en s aidant ventuellement du document mutations bmp l l ve doit conclure que la pr sence de l al
270. le et de g nes homologues similitude tr s nettement sup rieure 25 35 ANAG NE Variabilit de l information g n tique Il s agit ici de relier la variabilit ph notypique et la variabilit de ADN de fa on conforter l id e que l information g n tique r side dans la s quence de nucl otides du g ne S Couleur des colonies de la Levure Saccharomyces cerevisiae et variabilit du g ne ade2 Informations scientifiques Des informations pr cises concernant le ph notype couleur des colonies de Levures sont disponibles sur le site de Didier Pol http www didier pol net 4MUT LEV html La couleur des colonies Chez cette Levure on conna t des souches qui diff rent par la couleur des colonies qu elles forment sur milieu solide colonies blanc cr me pour la souche sauvage colonies rose rouge pour une souche mutante Cette diff rence ph notypique a pu au pr alable tre mise en vidence exp rimentalement c est un excellent support pour introduire la notion d h r dit cellulaire Cette diff rence macroscopique entre les deux souches de Levures est due une diff rence biochimique en rapport avec la capacit synth tiser ou non de l ad nine partir de pr curseurs pr sents dans le milieu La cha ne de biosynth se de l ad nine est tr s complexe et comprend de tr s nombreuses tapes Chez la souche mutante colonies rouges elle est interrompue une tape o le produit interm
271. lection et de la m moriser dans le presse papiers Ctrl V permet de coller l emplacement du curseur la s lection m moris e dans le presse papiers Ctrl A permet de s lectionner toutes les s quences de la fen tre active Ctrl B supprime ou r tablit les bulles d aide Ctrl R permet de rechercher dans la s quence une suite de caract res pr alablement s lectionn e ou saisie au clavier Ctrl I permet d imprimer les s quences choisies et les r sultats de traitements appliqu s F1 affiche l aide en ligne du logiciel F3 permet d atteindre l occurrence suivante dans une recherche sur une suite de caract res F4 permet d activer le graphique de ressemblance F5 modifie l aspect du curseur F6 modifie l aspect de la r gle gradu e F7 assure les traitements de conversion de s quences F8 assure les traitements de comparaison de s quences F9 assure les traitements enzymatiques sur les s quences d ADN F12 permet d enregistrer les s quences s lectionn es la fen tre active ou l ensemble des fen tres Maj F4 organise les fen tres en cascade Maj F5 organise les fen tres en mosa que tout en respectant les proportions des documents iconographiques Suppr efface d finitivement une s lection Entr e provoque le m me effet qu un clic sur le bouton OK ou sur tout autre bouton de validation de choix Echap provoque le m me effet qu un clic sur le bouton Annuler pour abandonner un choix Alt Lettre sou
272. les individus G PDB poss dent l all le G6PDB Filiation possible entre les all les de G6PD Les pointill s indiquent seulement que le moment et l ordre d apparition des all les par mutation au cours de l histoire de l humanit sont inconnus 141 ANAG NE Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les de la cha ne b ta de l h moglobine Informations scientifiques Les informations sur la structure de la globine all le HEC et le ph notype dr panocytaire ont t fournis pr c demment On trouvera ici quelques compl ments sur le ph notype thalass mique et les all les tous r cessifs qui en sont l origine Cf page 51 classe de premi re Les ph notypes thalass miques Il existe en r alit de nombreux ph notypes thalass miques Ceux envisag s dans cette banque de donn es sont en relation avec l absence de synth se d une cha ne b ta fonctionnelle de l h moglobine Il s agit de thalass mies b ta majeures dont les manifestations cliniques d butent d s l enfance Les signes h matologiques sont marqu s par une an mie h molytique grave une morphologie des h maties tr s irr guli re et par un retard staturo pond ral et des modifications du squelette en rapport avec l h molyse chronique L volution spontan e est constamment mortelle en quelques ann es Les malades arrivent survivre quelques ann es car l absence d h moglobine A1 fonctionnelle h
273. lic esterases edi affichant entre autres les s quences G neBall lel s quence simplifi e du g ne B all le B1 afin de faciliter les traitements des s quences on a limit cette s quence aux soixante neuf premiers nucl otides du g ne codon stop BIR s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche BIR appel e aussi EsterB1 afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence B1R repr sente donc huit g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N A2B2 s quence simplifi e du locus AB afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence A2B2 repr sente donc un g ne A all le A2 simplifi suivi de 12N s quence non codante puis d un g ne B all le B2 simplifi A2B2R s quence simplifi e du locus AB d un Moustique r sistant de la souche A2B2R appel e aussi Ester A2B2 afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl o
274. lieu de 3418 Conclusions Les mutations pr sentes dans les all les mut s fournis ici entra nent toutes la synth se d une prot ine non fonctionnelle le plus souvent tronqu e cause de l apparition pr coce d un codon stop Ces prot ines ne peuvent donc remplir leur r le r parateur de l ADN dans la cellule ce qui favorise l apparition du cancer du sein 100 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Notion de pr disposition familiale L arbre g n alogique sugg re une pr disposition des femmes de cette famille au cancer du sein Une des fa ons d introduire le probl me est de se demander si la femme II3 a un risque particulier d avoir un cancer du sein tant donn que beaucoup de femmes de sa famille en ont t atteintes Arbre de la famille 1 Homme non atteint de cancer I atteinte d un cancer du sein 38 ans I4 atteinte d un cancer du sein 32 ans Femme non atteinte de cancer puis d un cancer des ovaires 36 ans I6 atteinte d un cancer du sein 52 ans M atteinte d un cancer du sein 26 ans Femme atteinte de cancer La comparaison des all les des membres de la famille avec les all les du g ne BRCA1 permet d identifier la mutation en cause dans cette famille mutation m2 de montrer que l all le m2 a t apport dans cette famille par le p re I1 de d terminer le g notype de chacun des individus o all le ref BRCA
275. lign e quivaut un clic sur la commande correspondante d un menu d roulant 31 ANAG NE LE VISIONNEUR D ANIMATIONS Le visionneur d animations permet d agir sur le d roulement de l animation ou de la vid o charg e M bim lt ce D Lancement de la lecture de l animation ou de la vid o Il Pause dans la lecture de l animation ou de la vid o M Arr t de la lecture et repositionnement au d but de l animation ou de la vid o r f Positionnement par d placement du curseur de la lecture un moment pr cis i Activation ou d sactivation du son qui accompagne l animation ou la vid o EN a R glage du volume sonore par d placement du curseur le long de la barre 32 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE INTRODUCTION LA BANQUE DE DONN ES ET LES NOTIONS DU PROGRAMME Les exemples supports L objectif de cette partie du programme est de conforter la notion d volution et de sensibiliser celles d anc tre commun et d origine commune de tous les tres vivants ces notions abord es au coll ge peuvent tre renforc es en seconde ainsi l tude des plans d organisation renforcera t elle par exemple la notion d anc tre commun En classe de seconde la recherche de ce qui est commun aux Vert br s et l ensemble des tres vivants am ne pr ciser les notions de cellule et d information g n tique en d couvrant notamment la structure et le r le de l ADN Les notions de g
276. ls images fixes animations programmes ensemble des fen tres pr sentes dans l espace de travail Pour sauvegarder l un ou l autre de ces l ments il suffit d utiliser la commande Enregistrer accessible dans le menu Fichier ou plus simplement de cliquer sur le bouton disquette de la barre d outils La bo te de dialogue Enregistrer appara t alors Apr s avoir s lectionn ce qui doit tre enregistr il faut choisir la destination des donn es Ce choix d pend de la nature des donn es et des objectifs Que voulez vous enregistrer Sur disque ou disquette Annuler Dans la banque de s quences La s quence point e Dans les documents Dans les th mes d tude Toutes les fen tres Apr s d finition du choix de l une des trois banques de donn es un th me d tude par exemple et confirmation obtenue apr s validation la fen tre du menu correspondant est ouverte 17 ANAG NE s de Th mes d tude Fermer Universalit de l information g n tique Variabilit de l information g n tique F Origine de la variabilit de l information g n tique Unit du vivant e Premi res 5 L ES Terminale F Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylog Stabilit et variation des g nomes et volution Procr ation Analyse de cas cliniques Immunologie
277. ment identique chez tous les humains quelle que soit leur couleur de peau mais son activit catalytique varie beaucoup d un individu l autre elle est faible chez les individus peau claire Cette activit d pend de l acidit dans le m lanosome une diminution de l acidit du milieu dans lequel sont cultiv es des cellules de peau claire entra ne une augmentation de l activit catalytique de la tyrosinase 76 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Certaines prot ines sont impliqu es dans la modulation de l acidit dans les m lanosomes Ainsi la prot ine P cod e par le g ne OCA2 est une prot ine transmembranaire qui transporte les protons hors du m lanosome ce qui y entra ne une baisse de l acidit Le transport des m lanosomes dans les m lanocytes se fait de la zone p rinucl aire o il se forme vers la p riph rie de la cellule d o il va la quitter pour passer dans les k ratinocytes Ce d placement est assur par les microtubules qui forment une sorte de tapis roulant De nombreuses mol cules sont indispensables ce d placement tant au niveau des microtubules que de la membrane du m lanosome Le transfert des m lanosomes aux k ratinocytes fait intervenir des r cepteurs membranaires il est possible d activer ces r cepteurs dans des cultures cellulaires et l on obtient alors un assombrissement des k ratinocytes car le transfert des m lanosomes est accru
278. moglobine F Hb f tale est d tectable partir de la 5 semaine et c est le principal constituant h moglobinique de la vie f tale Cette HbF est constitu e de deux cha nes a cod es par le g ne alpha et de deux cha nes y cod es par le g ne gamma Normalement chez l adulte l HbF ne subsiste qu l tat de traces inf rieures 1 et reste limit e une population cellulaire restreinte les cellules F ces derni res repr sentent environ 1 7 des rythrocytes Chez un individu produisant de l HBS mais qui continue aussi produire beaucoup d HBE les crises dr panocytaires sont rares et peu importantes car l HBF ne s int gre pas dans le polym re poly HBS ce qui limite la formation de fibres d HBS et donc la d formation des h maties Ainsi m me si le ph notype dr panocytaire est monog nique il est influenc par l activit de plusieurs autres g nes dont le g ne gamma 53 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L tude du ph notype dr panocytaire avec les donn es fournies permet d aborder les notions suivantes e le ph notype peut se d finir diff rentes chelles e le g notype d termine le ph notype mol culaire lui m me responsable du ph notype cellulaire et clinique e la complexit des relations g notype ph notype influence de l environnement influence d autres g nes e un m me ph notype peut correspondre plusieurs g
279. mutants constituent de bons mod les pour tudier l implication du g notype dans la mise en place des r seaux neuroniques et donc du fonctionnement du syst me nerveux 110 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Pistes d exploitation p dagogiques des donn es fournies Les donn es propos es sur les ph notypes mutants c r belleux chez la Souris permettent d aborder les notions suivantes e le ph notype peut se d finir diff rentes chelles e le g notype d termine le ph notype mol culaire lui m me responsable du ph notype clinique e un m me ph notype clinique peut correspondre plusieurs g notypes Cet exemple peut tre utilis pour b tir un exercice permettant aux l ves de mobiliser les connaissances et m thodes de travail acquises propos de l tude d autres exemples de ph notypes alternatifs S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin G notype environnement et fonctionnement du syst me nerveux Les ph notypes mutants c rebelleux staggerer et reeler permet d atteindre Polymorphisme g ne Rora mutation staggerer qui charge le fichier mutationStaggerer edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de lall le normal all leRORa Norm et de lall le mut staggerer all leRORa staggerer du g ne codant pour la prot ine ROR alpha s quences prot iques correspondantes ProtRORa Norm et P
280. n 18 PRISE EN MAIN L ajout de s quences Les s quences que l on souhaite ajouter au menu des s quences personnelles peuvent avoir trois origines diff rentes Les s quences fournies Ces s quences peuvent tre charg es partir de la banque de s quences ou des th mes d tude fournis Pour mettre ces s quences dans le dossier d un utilisateur il convient de les s lectionner dans la fen tre d affichage dition d Anag ne et d en demander l enregistrement dans la banque de s quences personnelles Les s quences cr es avec l diteur d Anag ne La commande Cr er du menu Fichier fait passer la fen tre d affichage de s quences en mode dition Au moment de la cr ation choisir l un des quatre types possibles ADN ARN Peptidique ou Texte sachant que l on peut modifier le nom propos par d faut La validation en cliquant sur le bouton OK ou en appuyant sur la touche Entr e d clenche l ouverture de la fen tre dition des s quences Selon les cas l alphabet disponible est limit aux caract res autoris s e A T G C N pour les s quences d ADN la lettre N d signant les bases non d finies e A U G C N pour les s quences d ARN la lettre N d signant les bases non d finies e le code 3 lettres ou 1 lettre adopt au lancement d Anag ne pour d signer les acides amin s des s quences peptidiques les lettres Xxx ou X d signant les acides amin s non d finis e les caract r
281. n L all le O diff re de l all le A par une d l tion d un nucl otide en position 261 ce qui entra ne un d calage du cadre de lecture et donc une modification importante de la s quence d acides amin s Cela entra ne aussi l apparition pr coce d un codon stop donc une cha ne polypeptidique plus courte 116 acides amin s au lieu de 353 L all le B diff re de l all le A par sept nucl otides il s agit chaque fois de mutations par substitution Trois de ces mutations sont des mutations muettes positions 297 657 et 930 les quatre autres sont des mutations faux sens positions 526 703 796 et 803 Le g ne ABO est en fait tr s polymorphe Le fichier poly ABO edi fournit les s quences de plusieurs autres all les de ce g ne Un travail similaire celui qui pr c de peut tre fait partir de ces all les les s quences prot iques correspondantes tant obtenues en utilisant la fonctionnalit Traduire du logiciel La complexit des relations g nes ph notype La mise en vidence de la complexit des relations g notype ph notype peut tre abord e partir de l exemple des deux familles propos es Pour chaque famille sont mises disposition les donn es suivantes e un arbre qui n est l que pour pr ciser le ph notype des membres d une famille donn e et non pour initier un raisonnement en fonction des lois de l h r dit e les s quences des deux all les du g ne ABO que p
282. n se ventuellement associ au document Levure SP en division montre que l insertion du CDC2 humain dans une cellule de Levure fissipare dont le g ne CDC2 a t l s r tablit la capacit de la cellule se diviser figure en bas droite du document Ceci indique une similitude fonctionnelle entre les g nes CDC2 humain et de Levure traduisant l unit du monde vivant e 2 10 microns Levures de souche sauvage dont le g ne CD C2 a t l s cultiv es 25 C 10 microns Levures de souche sauvage dont le g ne CDC2 a t l s et dans lesquelles on a transf r le g ne CDC2 humain Culture 25 C 10 microns Levures douze heures plus tard Exp rience de transgen se sch matis e et adapt e d apr s M G Lee et P Nurse Nature 1987 327 31 35 Cette perception de l unit du vivant peut tre renforc e par la comparaison des g nes CDC2 de diff rentes esp ces Pour obtenir le nombre d identit s et de similitudes entre des s quences compar es il faut demander l alignement avec discontinuit s cliquer sur l ic ne avec un I qui donne l information Homme Rat X nope Drosophile Arabidopsis Levure Homme 0 84 6 73 9 624 63 7 60 7 Rat 0 73 6 62 9 62 2 57 9 X nope 0 63 4 60 9 59 5 Drosophile 0 59 6 57 3 Arabidopsis 0 60 5 Levure 0 44 Identit s en obtenues avec l alignement multiple d Anag ne SUGGESTIO
283. n tique Mutations somatiques et mutations germinales permet d atteindre R f rence cancer LiFraumeni qui charge le fichier ref cancer LiFrau edi affichant des s quences strictement codantes des all les du g ne p53 pr sents dans une cellule normale cn et dans une cellule canc reuse cc chez un individu atteint du syndrome de Li Fraumeni Famille1 P53 qui charge le fichier Famille1 P53 edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne p53 pr sents dans les cellules de chacun des membres de la famille 1 Si l individu est atteint d un cancer les s quences sont fournies pour les cellules normales et pour les cellules canc reuses Le nom de s quence I1 cn all le 1 signifie qu il s agit de l all le 1 du g ne p53 pr sent dans une cellule normale de l individu I1 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Origine de la variabilit de l information g n tique Mutations somatiques et mutations germinales permet d atteindre Famille1 qui charge le fichier Famille1 P53 bmp affichant l arbre g n alogique de la famille 1 dans laquelle deux individus sont atteints du syndrome de Li Fraumeni Il s agit dans cette famille d une mutation germinale apparue de novo chez l individu I2 Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Pour aborder cette tude il faut partir de l arbre g n alogique qui montre deux personnes II2 et IIF2 troitement apparent es qui on
284. n Moustique r sistant de la souche R96a ou Edit96 obtenue partir de la souche R92 lev e dans un environnement sans insecticides OP pendant quatre ans afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc sept g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N R96a 2 s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche R96a ou Edit9 6 obtenue partir de la souche R92 lev e dans un environnement sans insecticides OP pendant quatre ans afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence de chaque g ne aux soixante neuf premiers nucl otides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence R92 repr sente donc dix g nes B all le B1 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N R96a 3 s quence simplifi e du locus B d un Moustique r sistant de la souche R96a ou Edit96 obtenue partir de la souche R92 lev e dans un environnement sans insecticides OP pendant quatre ans afin de faciliter les traitements des s quences on a limit la s quence
285. n a galement montr que les souches produisant beaucoup d est rases taient beaucoup plus sensibles aux bact ries Wolbachia ces derni res ayant une action n faste sur la reproduction des Moustiques Les recherches ont t poursuivies sur les souches Edit R92 et Sedit R96i en comparant l volution du g notype des deux populations Chez quelques individus de chaque population on a d termin le nombre de r p titions de B1 dans l all le EsterB1 qu ils poss daient Le niveau d amplification dans les deux populations Edit96 R96a et SEdit96 R96i tait bien diff rent une moyenne de 23 7 copies chez Sedit R96i et de 11 2 chez Edit R92 Cela indique que dans l histoire volutive des deux populations de nouvelles mutations conduisent un polymorphisme g nique avec une s lection positive des individus porteurs d un grand nombre de r p titions en milieu avec insecticide et de ceux dont le niveau d amplification est faible dans le milieu sans insecticide Ainsi il y a une interaction permanente entre innovations g n tiques et environnement NB Le plus difficile est bien s r de faire saisir que le milieu n oriente pas la nature des mutations mais que celles ci sont s lectionn es en fonction des caract ristiques de celui ci Dans un article de M decine Sciences de d cembre 2003 Michel Raymond et al crivent Il est important de comprendre que le Moustique ne mute
286. n de transformation de la GA20 en GA1 Il semble agir au niveau du g nome en limitant l expression du g ne codant pour la 3 b ta hydroxylase 105 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Les donn es propos es permettent d aborder les notions suivantes le ph notype peut se d finir diff rentes chelles le g notype d termine le ph notype mol culaire lui m me responsable du ph notype cellulaire et macroscopique le ph notype d pend du g notype mais aussi de facteurs de l environnement Les r sultats et conclusions que l on peut obtenir l aide de ces donn es sont pr sent s ci apr s Le ph notype nain chez les v g taux peut tre d fini plusieurs niveaux S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Morphogen se v g tale et tablissement du ph notype Ph notype v g tal g notype et environnement Polymorphisme des gibb rellines Polymorphisme g ne LE permet d atteindre la commande All les g ne LE qui charge le fichier alleles LE edi affichant les s quences strictement codantes de cinq all les du g ne de la 3 beta hydroxylase l all le Le est l all le normal les all les le1 le2 le3 le4 sont des all les mut s codant pour des enzymes non fonctionnelles Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Morphogen se v g tale et tablissement du
287. n des g nes hom otiques sur les chromosomes et les r gions du corps dans lesquelles ils s expriment en parcourant l ADN de 3 vers 5 on trouve des g nes dont les lieux d action s chelonnent de l avant vers l arri re de l animal Disposition des g nes hom otiques et secteurs d expression correspondants complexe ultrabithorax complexe antennapedia ponplexe ultrabitnorax complexe antennapedia AbdB abdA Ubx Antp Scr Did pb lab Chromosome 3 HF HUE junmmmmmmmmnm mm mm mm mmmmm mm mm _ M3 A11 A10 A9 A6 a5 A4 A3 A2 A1 Chromosome 6 TR ET B9 B8 B7 B B5 B4 B3 B2 Bi Chromoeome11 i _c13 C12 C11 C10 C9 C8 C4 Hi D13 D12 D11 D10 D9 D8 HHHH HA Lors de l embryogen se la combinaison des produits de plusieurs g nes Hox donne une identit relative aux cellules embryonnaires le long de l axe ant ro post rieur Chaque cellule embryonnaire est affect e d une valeur positionnelle qui r sulte d une combinatoire de plusieurs g nes Hox 163 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes hom otiques permet d atteindre Nucl iques qui charge le fichier BoxFamillesHomme edi affichant les s quences de g nes chez l Homme et la Drosophile Prot iques qui c
288. n dessous de la fen tre d affichage des s quences 23 ANAG NE CNDP INRP Anag ne lolx Fichier Edition Irate Options Fen tre Aide gecs ENS y BBX 0 amp Affichage des s quences ioj x 1 10 20 30 40 50 60 70 80 VE AE ER D JATGGCCGAGGTETTGCGGACECTGGCCGGAAAACCARAATGCCACGCACTTCGACCTATGATCCTTTTCCTAATAATECTT E bcod adn aO ATGGCCGAGGTETTGCGGACGCTGGCCGGARAACCARAATGECCACGCACTTCGACCTATGATCCTTTTCCTAATAATGCTT ocodadn 4 re S lection 0 3 lignes do 4 B Comparaison simple iof x 1 10 20 30 40 50 60 70 80 ES IRC E I CTUT I LOL NL E I CE E I EE E I IE AE Ou A I COR IS JA Tru l CII IRON AIN HT I LHC IR SCI CH E i E R GA CRC N PAU 1 I j gt aF Comparaison simple de s quences d ADN El acodadn fe 0 ATGGCCGAGGTGTTGCGGACGCTGGCCGGARRAACCAARATGECCACGCACTTCGACCTATGATCCTTTTCCTAATAATECTT boaan f EE J S lection 0 4 lignes Ki gt La premi re des s quences sert de r f rence pour la comparaison L information accessible par le bouton correspondant de la barre d outils reconnaissable son Point i fournit propos de la ligne point e le degr de similitude entre les s quences et la signification des symboles utilis s Dans le cas d une comparaison simple il est possible dans la fen tre de r sultat de provoquer le d calage d une s quence en cliquant sur les boutons de d calage et d obtenir imm diatement les modifications du
289. n fonctionnelle tyralb A2 et tyralb A3 79 ANAG NE De la m me fa on la mise en relation de la comparaison des all les du g ne OCA2 avec celles des prot ines correspondantes permet d aboutir aux r sultats suivants certaines mutations n entra nent aucun changement de la s quence d acides amin s de la prot ine cause de la redondance du code g n tique all le OCA2 m4 qui diff re de l all le normal par un nucl otide substitu en position 963 G gt A certaines mutations rendent la prot ine inactive la prot ine P n est pas une enzyme mais un transporteur membranaire de petites mol cules comme la tyrosine o en entra nant la synth se d une prot ine plus courte all le m1 la d l tion du nucl otide G en 1960 entra ne un d calage du cadre de lecture et l apparition pr coce d un codon stop la prot ine P m1 a une longueur de 668 acides amin s au lieu de 838 o en modifiant la s quence d acides amin s de la prot ine all les m2 et m3 dont la mutation d un nucl otide par substitution respectivement C gt G en 258 et T gt G en 1418 se traduit par le changement d un acide amin respectivement Ser gt Arg en 86 et Ile gt Ser en 473 La complexit des relations g notype ph notype La mise en vidence de la complexit des relations g notype ph notype peut tre abord e partir de l exemple des quatre familles propos es Pour chaque famille sont mises dispos
290. n place des nucl otides TTTT 5 SK manquants par la polym rase NX 4 prot ine r paratrice PANPE 7 endonucl ase R tablissement des liaisons IIT parraonigase 88 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES D terminisme g n tique du ph notype mol culaire Chez l Homme une trentaine de prot ines sont impliqu es Seules quelques unes d entre elles seront tudi es ici Prot ines impliqu es G ne impliqu Recherche et reconnaissance de la l sion XpC permet la fixation de la prot ine xpA sur l ADN xpA est une prot ine de 273 acides amin s quatre doigts de zinc impliqu s dans la liaison l ADN elle participe au recrutement des autres prot ines Le g ne xpC est localis sur le chromosome 3 Le g ne xpA est situ sur le chromosome 9 Ouverture de la double h lice 3xpD ou ERCC2 et xpB ou ERCC3 prot ines ayant respectivement 760 et 782 acides amin s Elles participent l ouverture de la double h lice sur environ 25 pb Le g ne xpD est situ sur le chromosome 19 Le g ne xpB est situ sur le chromosome 2 Incision de part et d autre de la l sion et excision xpG ou ERCCS et xpF ou ERCCH prot ines ayant respectivement 1186 et 916 acides amin s Le g ne xpG est situ sur le chromosome 13 Le g ne xpF est situ sur le e Ce sont des endonucl ases qui coupent chromosome 16 respectivement en 3
291. nalyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal s quences de r f rence puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequencesref cascliniq edi affichant les s quences strictement codantes de r f rence codant pour des prot ines fonctionnelles des all les normaux des g nes AMH FSH LHP RAMH r cepteur AMH SRY RESH r cepteur la FSH RLH r cepteur la LH RGNRH r cepteur la GnRH Rtesto r cepteur la testost rone Cas 8 Homme ut rus puis Hormones d terminisme du sexe qui charge le fichier sequences cas8 edi affichant les s quences strictement codantes des all les des g nes pr c dents pour le cas 8 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH strog nes progest rone testost rone Cas 8 Homme ut rus puis Dosages cas 8 qui charge le fichier cas8 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 8 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Gar on de 10 ans de taille normale pr sentant des organes g nitaux externes normaux mais des testicules non palpabl
292. nant une mortalit d au moins 80 des larves souche Sedit R96i L exp rimentation permet donc de suivre l volution du ph notype des Moustiques initialement de m me g notype en fonction de l environnement On met alors en vidence deux ph notypes macroscopiques au sein des populations de Moustiques le ph notype sensible aux insecticides OP et le ph notype r sistant aux insecticides OP Les scientifiques utilisent la DL50 pour traduire la r sistance des Moustiques Cette valeur correspond la concentration d insecticides pour laquelle on obtient 50 de mortalit des larves En 1996 on a d termin les courbes de mortalit des deux populations Edit96 R96a et SEdit R96i et on les a compar es celle de Edit92 R92 172 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S A A 4 FT TT Toom UREAN Tr orr 98 MT wi seS T r L w R96i J fn y u 90 Aa X j Fu L g a R2 S H x r I 70F R96a i g7 L 1 1 J E a f xXx 2 50 1 J 2 r l J x H H 30 i L fn 1 x I q 1 i i i 10 F i 4 E EA F r i A a I i 2 Gk 1 i l sil roul tsak uul Laung 4 FL Y a2 Y Vi l 0 10 10 10 l 10 10 Temephos mg L h le temephos est un insecticide Graphique pr sentant les r sultats d une exp rimentation men e sur quatre ans pour tudier l influence d un facteur de l environnement les insecticides OP sur la fr quence des ph notypes des
293. nces au moins toutes les deux de nature nucl ique ou peptidique soient au pr alable s lectionn es dans la fen tre d affichage dition Deux types de comparaison sont possibles Type de comparaison Comparaison simple Alignement avec discontinuit emie Alignement par paires acc l r anore 2 attention moins pr cis mn AGECAIEGE courant e Comparaison simple partir de la premi re position dans chacune des s quences ce mode est plus particuli rement indiqu pour comparer par exemple des all les d un m me g ne comportant le m me nombre de bases Remarque si un d calage des s quences a t introduit avant la comparaison il peut tre ignor en cochant la case Ignorer le d calage courant dans la bo te de dialogue Options de comparaison e Alignement avec discontinuit l algorithme de comparaison utilis par les chercheurs en biologie mol culaire fait intervenir plusieurs param tres d finis par d faut le principe consiste arranger les s quences de mani re obtenir le plus grand nombre d identit s ce mode est indiqu lorsque les s quences ne sont pas de m me longueur Alignement avec discontinuit s par paires acc l r l algorithme de comparaison utilis avec cette option est plus ancien plus rapide mais moins pr cis Le r sultat du traitement s affiche dans une fen tre sp cifique qui se place comme pour les autres traitements appliqu s e
294. nde Les r gions les plus touch es sont l Afrique tropicale le Moyen Orient l Asie tropicale et subtropicale Un certain nombre d all les codent pour une enzyme G6PD d ficiente La d ficience n est jamais totale l absence d enzyme G6PD est sans doute incompatible avec la vie Les manifestations cliniques sont la jaunisse n onatale une an mie h molytique et dans des cas s v res des s quelles neurologiques Des crises aigu s d an mie h molytique peuvent tre d clench es par des infections des ingestions de f ves et divers m dicaments comme la primaquine Heureusement seule une faible proportion des malades d ficients en G6PD pr sentent une an mie h molytique chronique et pour les autres en dehors des crises h molytiques il n y a aucun sympt me particulier L action favorisante de l ingestion de f ves sur le d clenchement des crises h molytiques est surtout nette chez les personnes poss dant l all le G6pdm Le ph notype des femmes h t rozygotes poss dant un all le normal et un all le d ficient Il est classique de consid rer comme r cessif le ph notype G6PD d ficient En r alit la situation est plus complexe et le ph notype des femmes h t rozygotes variable certaines pouvant manifester des signes cliniques de d ficience Cela est en relation avec l inactivation au hasard d un des chromosomes X dans chacune des cellules de l organisme inactivation qui peut atteindre l
295. nes apparent es il s agit d un test simple r alisable en quelques jours puisque la mutation a t identifi e Si le r sultat est n gatif la surveillance sera celle propos e habituellement la population si le r sultat est positif une prise en charge adapt e est propos e avec une surveillance accrue mammographie annuelle d s l ge de 30 ans chographie annuelle pour d pister un cancer de l ovaire partir de 35 ans Des facteurs environnementaux peuvent favoriser la survenue des cancers du sein chez les individus porteurs d un all le mut on a estim que le risque tumoral mammaire chez une femme porteuse d une mutation BRCAI est pr s de trois fois plus important si elle est n e apr s 1930 qu avant Il peut s agir de facteurs alimentaires qui influencent l horloge hormonale 96 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Pistes d exploitation p dagogiques des donn es fournies Les s quences et documents fournis ici permettent d aborder en premi re S la notion de pr disposition familiale et de g nes de susceptibilit dans le cas d un cancer le cancer du sein Cette tude sera l occasion de mettre l accent sur l int r t du d pistage et de la surveillance accrue des personnes risque Ph notype clinique et mol culaire en relation avec le g notype S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit de
296. nes clb 1 clb 2 clb 3 clb 4 pour finir la mitose complexe cdc2 clb1 cdc2 clb2 cdc2 clb3 cdc2 clb4 Chez la Levure S pombe elle est impliqu e dans le d marrage du cycle en G1 et dans la transition G2 M Chez la Drosophile le X nope et les Mammif res Plusieurs associations cycline prot ine kinase contr lent le cycle cellulaire e cdk4 cycline D et cdk2 cycline E pour pouvoir d marrer la phase G1 e cdk2 cycline A pour entrer en phases e cdk1 cycline B pour entrer en mitose L activit du complexe cdk1 cycline B permet la condensation de l ADN le d sassemblage de l enveloppe nucl aire et le r arrangement du cytosquelette En fin de mitose l inactivation de ce complexe par d autres prot ines kinases weel myt 1 permet la fin de la mitose Le g ne cdc2 ou cdk1 Le g ne cdc2 cell division cycle chez la Levure ou cdk1 cyclin dependant kinase chez les Vert br s code pour une prot ine kinase cycline d pendante c est dire qui a besoin pour tre activ e de se lier une cycline Il est pr sent chez tous les Eucaryotes et il a t isol et s quenc chez de nombreux organismes unicellulaires ou pluricellulaires L homologie est tr s importante entre tous ces g nes D autre part des exp riences de transgen se ont montr que le g ne cdc2 d une esp ce transf r dans une cellule d une autre esp ce peut y r gir le cycle cellulaire ainsi des Levures thermosensibles de la souche
297. nes et d all les sont ainsi renforc es La notion d information g n tique port e par les chromosomes a t introduite au coll ge L tude en classe de seconde d une ou plusieurs exp riences de transgen se permet de conclure quant au fait que c est l ADN qui est le support de l information g n tique ce qui motive l tude de sa structure et de ses caract ristiques La d couverte de la structure de l ADN am ne mettre l hypoth se qu une s quence de nucl otides peut tre porteuse de l information g n tique Les caract ristiques de l ADN peuvent tre d couvertes par un travail sur la visualisation 3D de diverses mol cules d ADN utilisation du logiciel RasTop compl t par la comparaison des s quences nucl iques correspondantes partir de l on peut tester l hypoth se mise pr c demment l information g n tique r side dans la s quence de nucl otides de l ADN en constatant qu il existe une relation entre la variabilit ph notypique et la variabilit de l ADN Cette tude de la variabilit g n tique est l occasion de renforcer la notion de g ne et d all les La comparaison de deux g nes diff rents par exemple cdc2 et ade2 peut alors tre int ressante pour faire prendre conscience de ce qui fait la diff rence entre deux g nes et deux all les d un m me g ne Il s agit de leur localisation chromosomique d une part et du taux de similitude entre les s quences tr s lev p
298. nimaux appartenant des groupes tr s loign s R sultat des comparaisons des domaines prot iques cod s par les g nes Hox B6 de Homme et de la Souris avec ceux cod s par les g nes Antp de la Drosophile de la Sacculine et du Dicyemie on obtient 71 7 d identit globale Le tableau ci dessous pr cise les identit s entre les s quences prises deux deux DP B6 Homme DP B6 Souris PP AntP D Dee Drosophile Sacculine Dicyemie DP B6 Homme 100 DP B6 Souris 100 100 DP Antp P 5 A Drosophile 93 3 93 3 100 93 3 73 33 100 100 Sacculine DFE 73 3 73 3 75 75 100 Dicyemie L exploitation des valeurs de ce tableau permet d tablir la phylog nie suivante Homme Mammif re Souris Mammif re Drosophile Insecte Sacculine Crustac Dicy mie Lophotrochozoaire 123 ANAG NE Relations de parent au sein des Vert br s Globines alpha et b ta Informations scientifiques Pr sentation des globines humaines et des g nes qui les codent Les globines humaines repr sentent d une part les globines qui constituent l h moglobine et d autre part la myoglobine pr sente dans les cellules musculaires Les globines qui constituent les h moglobines Toutes les h moglobines humaines sont constitu es de quatre cha nes polypeptidiques de globines identiques deux deux Chaque mol cule d h moglobine est un t tram re form par
299. nnovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les GAII les du g ne de la G PD Informations scientifiques R le de l enzyme G6PD glucose 6 phosphate d shydrog nase C est une enzyme cytoplasmique pr sente dans toutes les cellules Elle catalyse la premi re r action de la voie des pentoses phosphates Cette autre voie du catabolisme glucidique produit du ribose 5 phosphate qui servira ult rieurement la synth se des nucl otides et du NADPH coenzyme qui est le principal donneur d hydrog ne dans de nombreuses r actions de biosynth se NADPH est aussi indispensable pour que se r alise la destruction du peroxyde d hydrog ne hautement toxique pour la cellule La cha ne de r action est la suivante G6PD 4 glucose 6 phosphate NADP gt 6 phosphogluconate NADPH H Glutathion r ductase 4 NADPH H glutathion oxyd glutathion r duit NADP Glutathion peroxydase 4 Glutathion r duit H20 gt glutathion oxyd H2O La catalase catalyse la r action H2O H20 1 2 O2 Ces quelques r actions nous montrent que pour la destruction du peroxyde d hydrog ne H202 la catalase et le glutathion sont indispensables Avec une G6PD inactive ou tr s peu active il y a un arr t de production de NADPH par la voie des pentoses phosphates Cela emp che la r duction du glutathion et par l la destruction de H202 On sait d autre part que le NADPH stabilise la catal
300. notype mol culaire et ph notype clinique Les diff rences peuvent tre relev es dans un tableau o l on pr cisera aussi le type de mutation substitution d l tion addition et le ph notype clinique correspondant Le tableau ci dessous donne les caract ristiques des all les pr sents dans la banque de donn es fournie des prot ines correspondantes et pr cise les ph notypes cliniques des homozygotes Noms des all les Nucl otides chang s Codons chang s Acides amin s Type Hyper Nature position Nature position chang s de mutation ph nylalanin mie Nature position de l homozygote fe E sen 63 ANAG NE Les connaissances sur les prot ines enzymatiques seront mobilis es pour expliquer les observations La localisation des mutations sur un monom re de PAH l aide du logiciel RasTop compl te tr s bien cette activit on peut en effet alors distinguer les mutations touchant le site actif des autres mutations et discuter de l effet de la position des mutations On montrera ainsi que les ph notypes alternatifs sont dus des diff rences dans les prot ines concern es et qu il existe plusieurs g notypes possibles pour un m me ph notype clinique La mise en relation des diff rences observ es au niveau des quelques all les s lectionn s ici All les PAH et Prot ines PAH avec les diff rences observ es au niveau prot ique permet de discuter de l effet des mutations Remarque pratiqu
301. notypes Il est particuli rement int ressant ici de coupler l utilisation du logiciel RasTop avec celle du logiciel Anag ne Le ph notype peut se d finir plusieurs chelles S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype dr panocytaire Dr panocytose aboutit All les Globine B ta qui charge le fichier alleles Glob beta edi contenant les s quences strictement codantes des all les b ta A et b ta S du g ne de la globine b ta Prot ines B ta qui charge le fichier prot glob beta edi contenant les s quences prot iques des globines b ta A et b ta S Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype dr panocytaire permet d acc der aux fichiers phenodrep bmp texte de pr sentation du ph notype dr panocytaire au niveau clinique cellulaire et mol culaire hematies bmp photos d h maties normales et d h maties dr panocytaires brin bmp sch mas illustrant la formation de brins et de fibres d HBS partir de dim res HBS HBS dimereHBS bmp visusalisation 3D obtenue avec le logiciel RasTop fichier hbshbs pdb d un dim re HBS HBS avec mise en vidence de la valine 6 comparglobines bmp visusalisation 3D obtenue avec le logiciel RasTop fic
302. nque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes albinos permet par le d veloppement de l arborescence d acc der All les tyrosinase qui charge le fichier Alleles tyrosinase edi affichant les s quences strictement codantes de quelques all les du g ne de la tyrosinase all les tyrcod1 et tyrcod2 codant pour une enzyme activit normale tyralb A1 tyralb A5 codant pour une enzyme non fonctionnelle tyralb B1 codant pour une enzyme activit r duite tyralb TS codant pour une enzyme thermosensible Enzymes tyrosinase qui charge le fichier Protyr edi affichant les s quences prot iques des tyrosinases correspondant aux all les fournis Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype albinos qui permet d acc der aux fichiers OCAT bmp affichant un texte de pr sentation des ph notypes cliniques de l albinisme oculo cutan de type 1 pigmentation bmp affichant un texte pr sentant l origine de la pigmentation de la peau biosynthMelanine bmp pr sentant la cha ne de biosynth se de la m lanine seule la voie menant la synth se d eum lanine est ici propos e avec rep rage des r actions catalys es par la tyrosinase Les documents fournis permettent de construire un tableau des diff rents niveaux de ph notypes Ph not
303. ns ou des insertions d un ou de plusieurs nucl otides entra nant un d calage du cadre de lecture l apparition d un codon stop anticip et donc la synth se d un polypeptide raccourci et non fonctionnel 142 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les AII les du g ne IT15 chor e de Huntington Informations scientifiques La chor e de Huntington Cette maladie se traduit par des mouvements involontaires et d sordonn s des perturbations du psychisme des pertes de m moire des troubles du langage et finalement de la d mence Ces troubles sont li s une destruction progressive des neurones c r braux notamment de ceux des corps stri s impliqu s dans la motricit Le g ne de la huntingtine IT 15 Le g ne IT15 est situ sur le bras court du chromosome 14 Il a t isol et s quenc en 1995 et code pour une prot ine la huntingtine dont le r le est actuellement inconnu Il s exprime dans de nombreux tissus notamment les neurones c r braux des corps stri s Ce g ne comprend 67 exons et sa r gion codante est caract ris e par la pr sence d un triplet CAG brin non transcrit pr s de l extr mit 5 qui correspond l extr mit NH2 de la huntingtine r p t plusieurs fois partir de la position 52 Dans toutes les populations humaines il existe de nombreux all les qui diff rent par le nombre
304. nsgen se r ussies transgenese bmp sont un argument suppl mentaire en faveur de l homologie des g nes hom otiques de Vert br s et d Arthropodes et donc de l unit du vivant La comparaison des s quences nucl iques fournies renforcera l id e d unit du vivant et de parent s plus ou moins grandes entre les tres vivants Cette comparaison donne les r sultats suivants matrice des identit s valeurs en Homme Souris Drosophile Homme 0 92 2 83 3 Souris 0 81 7 Drosophile 0 Toute la difficult consiste faire prendre conscience l l ve que les diff rences qui peuvent para tre importantes premi re vue sont finalement tr s faibles trop faibles pour envisager l action du hasard Ce fort taux d identit s ne peut alors s interpr ter que par une origine commune de ces g nes donc des animaux qui les poss dent Si l on veut aller un peu plus loin on peut discuter sur les variations de ce taux d identit s entre les trois esp ces tr s peu de diff rences entre les g nes d Homme et de Souris t moignent d une parent plus grande entre eux 48 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES S LET ES INTRODUCTION LA BANQUE DE DONN ES ET LES NOTIONS DU PROGRAMME Le programme de biologie de la classe de premi re est centr sur la fa on dont le g notype en interaction avec l environnement d termine le ph notype d un organisme Cela suppose la r
305. nt que le moment et l ordre Q apparition des mutations au cours du temps ne sont pas connus Filiation des all les de l alpha AT 84 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies Les relations g notype ph notype environnement S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes de l alpha antitrypsine permet par le d veloppement de l arborescence d acc der All les du g ne AT qui charge le fichier allAT edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de quelques all les du g ne de l alpha AT all les M 1 M1 M2 M3 Z S NULL 1 et NULL 2 G notypes famille1 qui charge le fichier all ATfamillel edi affichant les s quences des all les du g ne de l alpha antitrypsine des membres d une famille dans laquelle existent des cas d emphys me pulmonaire Les all les pr sents dans cette famille sont M1 M1 NULL 1 et Z Un fr re et une s ur de cette famille ont la m me concentration plasmatique en alpha AT mais seul le fr re est atteint d emphys me pulmonaire il est pr cis sur l arbre que cet Homme est fumeur Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes de l alpha antitrypsine permet d acc der aux
306. nt une activit r duite et s cr t e en plus faible quantit Chez les homozygotes Z Z les niveaux d ARNm sont normaux ainsi que la traduction mais apr s leur mise en forme dans le REG les mol cules d alpha AT s agr gent ce qui limite leur transfert vers l appareil de Golgi et donc leur s cr tion La structure tridimensionnelle de l alpha AT est affect e par cette substitution e les variants Null ces all les sont toujours rares avec une fr quence inf rieure 0 1 Les mutations apparues dans ces all les font appara tre un codon stop pr coce Les prot ines cod es par ces all les sont raccourcies tr s instables et rapidement d truites L volution du g ne de l apha AT Bien que l all le M1 soit le plus fr quent aujourd hui les g n ticiens estiment que l all le M 1 est l all le pr sent dans les premi res populations humaines Ils s appuient pour cela sur la s quence codante du g ne connue chez le chimpanz cette s quence est identique celle de M 1 sauf un site Si M 1 est l all le initial tous les autres en d rivent par mutations En admettant que si deux all les poss dent la m me mutation ils ont une parent plus grande on peut tablir une filiation entre les all les de ce g ne lle M2 Alle M3 l l 5 All l Null 2 A ll le M1 Alle Mi l le Z lk le Null 1 Mu 125 Mu 24t x Mu 288 IIu 400 Ti kas Miaa Al l M 1 Les pointill s indique
307. ntenus apr s la nouvelle banque Programmes et documents Programmes et documents nnuler E colonie blanc creme jpg colonie rouge jpg H Documents fournis H Seconde H Variabilit de l information g n tique Ph notypes couleur des levures G ne AH lt lt Ph notypes taille des levures G ne CDC E Ph notypes dr panocytaires chez l Homm H Origine de la variabilit de l information g n tiqu H lt lt Unit du vivant H Premi res ES L Terminale S H lt lt Parent entre tres vivants actuels et fossiles F H lt lt Stabilit et variation des g nomes et volution H H H Procr ation gt Immunologie Les fen tres des documents charg s s empilent dans l espace de travail d Anag ne mais comme toutes les fen tres d Anag ne elles disposent d un bouton de r duction en ic ne et de la possibilit de modifier leurs dimensions tout en respectant les proportions du document Il est aussi possible de charger des documents textuels iconographiques images aux formats BMP WMF RLE DIB GIF ou JPG et animations de type AVI MOV MPG MP2 MPEG ou ASF et m me des programmes ex cutables propres l utilisateur qui pourront enrichir les possibilit s d Anag ne Cette fonction est assur e par la commande Ouvrir du menu Fichier qui assure aussi l ouverture de fichiers de s quences de r sultats de traitements de
308. ntr lent la mise en place du plan d organisation Utilisation d Anag ne L utilisation du logiciel Anag ne en classe de seconde dans les d marches propos es peut para tre limit e Cependant cette utilisation pour des s quences courtes incluses dans une s ance de TP pouvant se r p ter dans plusieurs s ances cons cutives ou non pr sente l int r t de permettre aux l ves de prendre en main cet outil et de se familiariser avec certaines de ses fonctionnalit s Cette initiation favorisera grandement l utilisation de ce logiciel dans la suite de la scolarit premi re S L ou ES terminale S quand il s av rera un outil essentiel utilisable pour traiter nombre de th mes relations g notype ph notype environnement immunologie volution etc Enfin il faut souligner la compl mentarit des logiciels Anag ne traitement de donn es mol culaires et RasTop visualisation 3D de mol cules dans les d marches propos es compl mentarit qui est abord e ici notamment dans le cadre de l tude de l universalit de la mol cule d ADN Cette compl mentarit se retrouvera dans nombre de d marches propos es en classe de premi re et en classe terminale 34 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE PARENT ET DIVERSIT DES ORGANISMES UNIVERSALIT ET VARIABILIT DE L INFORMATION G N TIQUE Universalit de l information g n tique Structure de l ADN S quences et documents Fichier
309. ogie IgG Structure d une IgG permet d atteindre Cha ne eu qui charge le fichier igg 4chaines eu edi Cha ne compl te qui charge le fichier 2igg completes edi Cha nes l g res r gions variables qui charge le fichier igg variables chaines legeres edi Cha nes lourdes r gions variables qui charge le fichier igg variables chaine lourde edi Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Immunologie IgG permet d atteindre Structure d une IgG pour charger les fichiers IgG bmp igg jpg et vih bmp Les s quences pr c demment utilis es sont limit es aux fragments fab On peut souhaiter d buter par une analyse de la mol cule compl te d immunoglobuline On dispose cette fin d autres donn es qui sont en rapport avec des anticorps humains autres que des immunoglobulines anti VIH L analyse du document igg jpg r v le que la mol cule d anticorps est form e de quatre cha nes deux longues lourdes et deux plus courtes l g res Le fichier igg 4chaines eu edi fournit les s quences des deux cha nes l g res et des deux cha nes lourdes d une IgG humaine dirig e contre un d terminant antig nique d un virus de la grippe La comparaison des s quences des 4 cha nes de cette immunoglobuline r v le qu elles sont identiques deux deux ce qui permet une sch matisation plus pr cise de la mol cules sans toutefois fournir de r ponse au probl me de l origine de la sp cificit L
310. ographies sont pr sent s ci dessous j GA z0 oa a e vaes e n b r GA l A 1 GA 5 g s J 0 J r ES Chez le Pois le ph notype nain est donc d l absence de transformation de la gibb relline GA en gibb relline GA Les mutations affectant la synth se de gibb rellines On ne s int ressera ici qu la r action de synth se de la GA1 partir de la GA20 catalys e par une enzyme 3 b ta hydoxylase Cette enzyme est cod e par un g ne appel Le chez le Pois Ce g ne s exprime surtout dans la tige la racine et les cotyl dons du pois en croissance Chez le Pois on conna t plusieurs all les de ce g ne dont les deux all les Le codant pour une enzyme fonctionnelle et le codant pour une enzyme non fonctionnelle Les homozygotes le le pr sentent un ph notype nain en rosette ce nanisme est plus ou moins accentu selon les all les il est tr s important lorsque l enzyme synth tis e est plus courte que la normale la mutation ayant fait appara tre un codon stop anticip On conna t une vari t de Pois ultra nain dont la taille ne d passe pas 1 cm le g ne mut dans ce cas n est pas le g ne Le mais le g ne Na codant pour une enzyme intervenant plus en amont dans la cha ne de biosynth se L influence de l environnement Des mesures r alis es chez l pinard ont permis de montrer l influence de la photop riode sur la croissance des entren u
311. oir e les conversions de s quences nucl iques en s quences peptidiques et inversement pour les s quences peptidiques l affichage des diff rents codons possibles e les comparaisons de s quences qu elles soient simples ou par alignement mettant en vidence les discontinuit s e Taction d enzymes de restriction sur des s quences d ADN e le graphique de ressemblance ou dotplot repr sentation graphique en forme de matrice de points permettant de comparer deux s quences pour d tecter les r gions forte similarit Menu Options Il permet de d prot ger les s quences et d en autoriser la modification de d finir le type de curseur simple ou grand curseur et de r gle gradu e en caract res ou en triplets utilis s de d finir le chemin du dossier de sauvegarde qui devra disposer de droits en lecture et criture et d afficher ou non les bulles d aide Menu Fen tre On y retrouve de classiques options propres Windows savoir les commandes d organisation des fen tres et des ic nes La liste des fen tres filles pr sentes dans la fen tre m re d Anag ne y est aussi accessible Menu Aide Il contient la commande A propos d Anag ne qui renseigne sur la version du logiciel et sur son dition L aide en ligne accessible avec la touche de fonction F1 est aussi disponible dans ce menu Si Anag ne fonctionne sur un micro ordinateur connect Internet des informations et donn es compl mentaire
312. on l origine des g nes de ces deux hormones elle est post rieure l apparition des Mammif res placentaires Les quid s n tant pas les Mammif res les plus troitement apparent s aux Primates on peut supposer que l apparition de HCG r sulte d une volution convergente dans les lign es des Primates et des quid s D autre part cela permet de dire que le g ne ancestral devait coder pour une mol cule de type LH b ta La mise en relation des mutations dans les g nes LH b ta et HCG b ta avec les diff rences observ es au niveau prot ique permet de discuter de l effet de certaines mutations ici une mutation par d l tion en position 402 apparue dans le g ne HCG b ta provoque la disparition d un codon stop et donc l allongement de la prot ine synth tis e la HCG b ta poss de 165 acides amin s la LH b ta n en poss de que 141 Les taux d identit entre les g nes FSH b ta TSH b ta et LH b ta HCG b ta sont suffisants pour dire que ces g nes sont homologues et que ces prot ines sont homologues mais les diff rences ne sont pas assez significatives pour pouvoir r aliser une phylog nie pertinente entre 54 4 et 45 5 la diff rence n est pas assez nette pour pouvoir vraiment distinguer sur une phylog nie les duplications l origine de ces g nes d un point de vue chronologique Comme on obtient quatre g nes partir d un g ne ancestral unique on peut dire qu il y a eu trois duplication
313. on de l ADN due aux UV Dans les cellules normales ces mutations sont d tect es et r par es selon le m canisme pr sent plus loin il y a donc incorporation de thymidine triti e pour la synth se de l ADN reconstruit Dans les celllules de l individu atteint de Xeroderma cette incorportation n a pas lieu ce qui laisse penser que la r paration de l ADN ne se fait pas correctement Habituellement 80 de l ADN est r par en quinze minutes chez les individus atteints de Xeroderma le taux de r paration n est que de 10 Le ph notype cellulaire Xeroderma consiste donc en une hypersensibilit aux rayons UV due un d faut dans le processus de r paration des l sions de l ADN provoqu s par les rayons UV de la lumi re solaire Le sch ma suivant pr sente de fa on simplifi e les m canismes r parateurs de l ADN l s et l image droite obtenue avec le logiciel RasTop fichier ADN Prot 1vas pdb pr sente une prot ine r paratrice fix e sur la mol cule d ADN UV ADN l s prot ine de 4 prot ine de recrutement reconnaissance des outils de r paration g ne xpC sur chr 3 4 g ne xpA sur chr 9 AT Reconnaissance de la zone l s e h licase prot ine 4 h licase prot ine g ne xpB sur chr 2 g ne xpD sur chr 19 Ouverture de la double h lice nucl ase prot ine 4 nucl ase prot ine ir g ne xpF sur chr 1 g ne xp sur chr 13 l LILILI l Excision du dim re Mise e
314. on de polymorphisme de ce g ne li cette r p tition de triplets Il permet galement de constater que la chor e de Huntington est li e des all les o le nombre de r p titions du triplet CAG est sup rieur quarante Conseils pratiques Il est vraiment conseill d utiliser le curseur pour d limiter le triplet sinon il est difficile rep rer Pour compter le nombre de triplets positionner le grand curseur sur le premier triplet CAG d but au nucl otide 52 ou codon 18 et ensuite cliquer sur la fl che droite de la barre de d filement le d filement se fait alors codon par codon et il suffit de compter le nombre de clics effectu s pour conna tre le nombre de r p titions du triplet CAG Pour d nombrer le nombre de r p titions de triplets on peut aussi comparer la longueur des diff rents all les et diviser la diff rence par trois On peut souhaiter changer le nom des all les pour viter que leur nom ne donne la r ponse aux l ves sans qu ils aient compter eux m mes le nombre de r p titions Proc der alors de la fa on suivante partir de la fen tre Affichage de s quences cliquer dans la barre de menus sur Options puis sur Prot ger les donn es ce qui d prot ge les donn es attention de ne pas indiquer cette proc dure aux l ves sinon ils peuvent modifier les donn es d origine changer alors le nom de chaque all le puis s lectionner les donn es et les 146 SUGGESTIONS P
315. ontr le du cycle cellulaire Cette mise en vidence s est faite tout d abord chez les Levures Saccharomyces cerevisiae Levure bourgeonnante et Schizosaccharomyces pombe Levure fissipare L tude des mutants pr sentant des perturbations du cycle cellulaire a permis la d couverte de g nes codant pour des prot ines impliqu es dans le contr le du cycle cellulaire Ces prot ines tant tr s conserv es au cours de l volution on les a ensuite recherch es dans les cellules de Mammif res et d autres Vert br s ce qui a permis d identifier les g nes impliqu s dans le contr le du cycle cellulaire chez l Homme la Souris le X nope etc Les mutations tudi es chez les Levures S cerevisiae et S pombe ont des cycles cellulaires similaires Leur reproduction possible l tat haplo de a facilit l tude des mutations D autre part pour maintenir une taille moyenne constante la dur e du cycle cellulaire doit galer la dur e de croissance n cessaire au doublement de la taille de la cellule Or la croissance cellulaire d pend beaucoup des nutriments disponibles dans l environnement il existe donc un contr le du cycle cellulaire en fonction de la taille cellulaire chez les Levures la cellule ne pourra se diviser que si elle a acquis une taille suffisante Des mutations dans les g nes responsables de ce contr le entra nent l existence de cellules de taille anormale trop grandes ou trop petites Les mutations de
316. ormation de l ADN protreparADN bmp qui pr sente une visualisation 3D obtenue avec le logiciel RasTop ADN Prot 1vas pdb montrant une endonucl ase positionn e sur l ADN r parer repar bmp qui affiche un sch ma pr sentant de fa on simplifi e les tapes d un des m canismes cellulaire de r paration de l ADN Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene 2 le r pertoire Xeroderma contient les fichiers pdb suivants ADNlese pdb et ADN Prot 1vas pdb L tude de ces documents permet de d finir le ph notype diff rents niveaux Ph notype clinique Ph notype cellulaire Ph notype mol culaire Individu sain R paration rapide et efficace des Prot ines du syst me de r paration de l ADN alt rations de l ADN fonctionnelles prot ines xpa xpb Individu atteint de Xeroderma R paration tr s r duite des alt rations Certaines prot ines du syst me de de l ADN qui s accumulent donc r paration de l ADN ne sont pas dans les cellules fonctionnelles Le g notype d termine le ph notype mol culaire lui m me responsable du ph notype cellulaire et clinique Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Xeroderma permet par d veloppement de l arborescence d atteindre Polymorphisme xpa pour acc der All les xpa qui charge le fichier xpa_adn edi affichant les s quences strict
317. osomique des g nes codant pour les opsines humaines Les g nes codant pour les opsines M ou verte et L ou rouge sont situ s sur le chromosome X Le g ne codant pour l opsine S ou bleue est port par le chromosome 7 CE Cm jay Les opsines chez les Primates Chez les Primates la vision trichromatique n est possible que dans certains groupes e les Singes de l Ancien Monde Afrique Asie et Europe ou catarhiniens poss dent comme l Homme o le g ne de l opsine S bleue port par un autosome codant pour une opsine pr sentant un pic d absorption 435 nm o le g ne de l opsine M verte port par le chromosome X codant pour une opsine pr sentant un pic d absorption 535 nm o le g ne de l opsine L rouge port par le chromosome X codant pour une opsine pr sentant un pic d absorption 565 nm Ces Singes sont donc tous trichromates e les Singes du Nouveau Monde Am rique ou platyrhiniens poss dent o le g ne de l opsine S bleue situ sur un autosome et codant pour une opsine ayant un pic d absorption 430 nm environ o un seul autre g ne codant pour une opsine S M port par le chromosome X codant pour une opsine ayant un pic d absorption de 530 560 nm Or il existe trois all les diff rents possibles pour cette opsine codant pour des pigments dont les pics d absorption se situent vers 536 nm 556 nm 563 nm Chez ces Singes comme le Sa miri par exemple Singe cureuil on a
318. oss dent tous les membres de la famille e les s quences des all les ABO consid r s comme r f rence tude de la famille 1 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes groupes sanguins permet par le d veloppement de l arborescence d acc der Nucl iques qui charge le fichier RefABO ADN edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes des all les A101 B101 et O01 G notypes famille1 ABO qui charge le fichier Fam1ABO edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes des all les du g ne ABO de chacun des membres de la famille 1 g notype de Paul A O de Lisette B O de Martine O O de Luc A B de Marion A O Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes groupes sanguins permet d acc der Dominance et r cessivit Famille 1 qui charge le fichier famille1 bmp affichant l arbre g n alogique de la famille 1 avec indication des ph notypes groupes sanguins 72 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ETES L tude de cette famille permet de se familiariser avec la m thode de d termination des g notypes et de discuter des relations de dominance r cessivit O A B groupes sanguins d termin s l aide de s rums
319. ot ique appel hom odomaine a t d couvert en 1983 il comporte soixante acides amin s et sa structure secondaire comporte trois h lices formant le motif HLH Helix Loop Helix Ce domaine se fixe l ADN ce qui contribue ouvrir localement l ADN pour permettre la transcription La figure ci dessous a t obtenue avec le logiciel RasTop Les g nes hom otiques sont organis s en complexes hom otiques chez les animaux Les complexes hom otiques La disposition et l organisation des g nes hom otiques sont bien connues chez deux organismes la Drosophile et la Souris Chez la Drosophile les g nes hom otiques forment le complexe Hom C port par le chromosome 3 ce complexe est compos de deux groupes de g nes le groupe Antennapedia et le groupe Bithorax chacun de ces groupes comprenant plusieurs g nes e Antennapedia g nes lab labial Antennapedia antp Sex comb reduced Scr Deformed dfd proboscipedia pb e Bithorax g nes ultrabithorax ubx abdominal A AbdA et abdominal B AbdB Chez la Souris les g nes hom otiques forment quatre complexes Hox r partis sur quatre chromosomes e Complexe des g nes Hox A sur le chromosome 6 e Complexe des g nes Hox B sur le chromosome 11 e Complexe des g nes Hox C sur le chromosome 15 e Complexe des g nes Hox D sur le chromosome 2 162 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Il y a colin arit entre la dispositio
320. oup plus grande quantit est le m canisme l origine de la r sistance Il ne s agit donc pas d un changement qualitatif efficacit des est rases mais d un changement quantitatif l augmentation de la quantit d est rases produites peut tre consid rable jusqu repr senter 6 10 des prot ines totales de l Insecte Un test au papier filtre permet d valuer la quantit d est rases produites par un Moustique 169 ANAG NE Le g nome des Moustiques r sistants par production accrue d est rases Les Moustiques dont la r sistance est due une production accrue d est rases ont un g nome caract ris par une amplification des g nes Est3 ou g ne A et Est2 ou g ne B chacun de ces g nes est pr sent en de nombreux exemplaires L innovation g n tique consiste donc en duplications g niques Tous les g nes r sultant de ces duplications sont identiques et s expriment ce qui explique la production accrue d est rases On d signe par ester le superg ne r sultant de l amplification ester B pour le r sultat de l amplification du g ne B ester A B pour le r sultat de l amplification de l ensemble des deux g nes A et B A B anao a E aaas E mansanas B E aeaaee E vasann SA ester AB ester B CII Tr Em SR e ES CE ON aa Selon l all le du g ne qui est amplifi on distingue plusieurs superg nes ester ester B1 plusieurs copies de l all le B1 ester A2
321. our deux all les beaucoup plus faible pour deux g nes d autre part Pour chacun des exemples propos s la d marche peut tre la m me e d couvrir la variabilit ph notypique e faire l hypoth se d une d termination de cette variabilit ph notypique par une variabilit de l ADN e comparer les s quences all liques disponibles de fa on tester l hypoth se mise Deux des exemples retenus permettent une approche exp rimentale pour d couvrir la variabilit ph notypique e g ne ade2 dont l all le normal s exprime par une colonie blanche de Levures et l all le mut retenu ici par une colonie rouge e g ne cdc2 l all le normal d termine une division cellulaire normale un des all les mut s retenus ici est responsable de la division pr coce de la cellule et l autre all le mut retenu est responsable d une division cellulaire d pendane de la temp rature Le troisi me exemple celui de la dr panocytose ne permet pas une approche exp rimentale mais il a t retenu car il permet de relier une diff rence ph notypique une diff rence entre les all les du g ne en jeu chez un organisme pluricellulaire De plus cet exemple sera r investi et compl t en classe de premi re lors de l tude des relations g notype ph notype environnement En classe de seconde le niveau du ph notype mol culaire c est dire polypeptidique n est pas au programme Une fois d couverte
322. ournies pr sente plusieurs int r ts p dagogiques e le g ne de la PAH est tr s polymorphe et les enzymes cod es par les diff rents all les ont des activit s diff rentes rendant ainsi compte de la diversit des ph notypes ph nylc tonuriques et permettant de discuter des cons quences des mutations sur le ph notype diff rents niveaux mol culaires biochimique clinique e enzyme PAH n a une activit catalytique qu en pr sence d un cofacteur BH4 dont la synth se et le recyclage n cessitent l intervention de plusieurs autres enzymes cod es chacune par un g ne On illustre donc bien ici la complexit des relations g notype ph notype plusieurs g nes intervenant dans la r alisation d un m me ph notype e les troubles de la maladie peuvent tre supprim s par un r gime alimentaire strict et pr coce L encore la complexit des relations g notype ph notype est illustr e un facteur de l environnement pouvant modifier le ph notype clinique La diversit des ph notypes et les relations g notype ph notype chez les homozygotes S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype ph nylc tonurique permet gr ce au d veloppement de l arborescence Ph nylc tonurie d acc der All les PAH qui charge le fichier choixAdnPAH edi affichant des s quenc
323. paration des chromatides Contr le de la taille de la Les points de contr le du cycle cellulaire cellule et de la pr sence des facteurs de croissance et des nutriments G2 Contr le de la r plication de l ADN Contr le de la s paration correcte des chromatides Si des dommages dans l ADN ou les chromosomes sont constat s et qu ils ne sont pas r parables la cellule s engage sur la voie de l apoptose ou mort cellulaire programm e Ces points de contr le agissent sur la poursuite ou non du cycle cellulaire par l interm diaire de prot ines kinases cyclines d pendantes Celles ci r sultent de l association de prot ines kinases cdc ou cdk avec des cyclines Il existe de tr s nombreuses cyclines et leur taux varie beaucoup au cours du cycle comme leur nom l indique ce taux r sulte du bilan entre leur synth se et leur d gradation Le taux de prot ines kinases cdk ou cdc est au contraire relativement constant La succession des v nements qui aboutit la division cellulaire est donc en grande partie d termin e par l expression s quentielle des cyclines elles agissent pour initier les phases du cycle cellulaire et aussi pour terminer ces phases L activit des prot ines kinases cyclines d pendantes est ainsi r gl e par le niveau d expression des cyclines mais aussi par l action de prot ines les d phosphorylant ou les phosphorylant et par des prot ines inhibitrices les CKI Remarques Les
324. pas pour r sister aux insecticides De tr s nombreuses mutations pr existent dans les immenses populations de Moustiques Lorsque des insecticides sont pr sents dans l environnement les Moustiques qui ont des mutations favorables leur survie se reproduisent alors que les Moustiques sensibles aux toxiques meurent Les mutations conf rant aux Moustiques la capacit de r sister aux OP ne sont pas engendr es mais s lectionn es par le milieu 173 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique Les donn es fournies dans les th mes d tude sont utiles pour b tir des s quences p dagogiques permettant d aborder les m canismes de l volution tant en ce qui concerne les innovations g n tiques duplication g nique suivie ou non de mutations al atoires que l influence de certains facteurs du milieu de vie sur le maintien de ces innovations g n tiques au sein d une population Il s agit de donn es exp rimentales d observations sur le terrain et de s quences nucl iques fournies par Michel Raymond et son quipe Institut des sciences de l volution de l universit de Montpellier I Innovations g n tiques apparition de nouveaux all les par mutations S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Maintien des innovations g n tiques Exemple des est rases R sistance des Moustiques aux insecti
325. ph notype pour les individus h t rozygotes permet ensuite de discuter des relations de dominance r cessivit ces relations ne peuvent se d finir qu l chelle du ph notype clinique et non l chelle mol culaire en effet les deux all les s expriment dans la cellule 73 ANAG NE tude de la famille 2 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes groupes sanguins permet par le d veloppement de l arborescence d acc der Nucl iques qui charge le fichier RefABO ADN edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes des all les A101 B101 et O01 All les FUT1 qui charge le fichier RefFut1 edi affichant les s quences strictement codantes des all les de r f rence du g ne Fut 1 l all le FutiH code pour une enzyme H fonctionnelle l all le Futih1 code pour une enzyme h non fonctionnelle Poly FUT1 qui charge le fichier polyFutl edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de six all les du g ne Fut1 all les futiH codant pour une enzyme H fonctionnelle all les Fut1h1 Fut1h5 codant pour des enzymes h non fonctionnelles Prot ines F T1 qui charge le fichier ProtFutl edi affichant les s quences prot iques des enzymes H fonctionnelle et h1 non fonctionnelle G notypes famille2 ABO qui charge le fichier Fam2ABO edi affichan
326. pha2 99 5 100 B ta 57 56 8 100 GammaA 54 5 54 1 75 9 100 GammaG 54 5 54 1 76 1 99 8 100 Delta 56 3 55 9 92 6 76 1 76 4 100 Epsilon 54 5 54 3 78 8 83 6 83 8 78 6 100 Th ta 73 2 73 52 7 53 8 53 8 52 4 53 1 100 Z ta 68 8 68 5 55 55 9 55 9 54 5 56 9 64 8 100 Myoglobine 40 9 40 6 40 2 42 2 41 9 40 2 41 9 41 1 40 9 100 Matrice des identit s en entre les globines humaines obtenue partir d un alignement avec discontinuit des s quences codantes des g nes pour ces prot ines 150 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S NB Ces r sultats ont t obtenus en choisissant une s quence de r f rence la premi re et en maintenant toutes les autres dans l ordre alphab tique des noms Du fait de l algorithme de comparaison ces r sultats peuvent tre l g rement diff rents de ceux obtenus par comparaison des s quences deux deux On d duit de cette matrice l arbre d volution probable des g nes des globines humaines delta beta epsilon alphal theta zeta myoglobine Arbre de filiation des globines humaines obtenu avec le logiciel Phylog ne Les m canismes l origine de cette famille multig nique Chaque n ud de l arbre obtenu pr c demment correspond une duplication g nique sur chaque branche des mutations diff rentes ont t fix es les mutations apparaissant au hasard responsables d une volution ind pendante des deux duplicatas Un ph nom ne de translocation est f
327. phique pour renforcer la mise en valeur des similarit s en diminuant le bruit de fond En modifiant la taille de la fen tre de calcul la valeur du seuil et le nombre de pas color s afficher il est possible d appliquer un nouveau filtre d affichage aux s quences Sur une portion des deux s quences de longueur gale la taille de la fen tre de calcul un score est calcul il vaut la somme du nombre de couples pr sentant une identit de symboles nucl otides ou acides amin s crits en couleur rouge augment e ventuellement de un si le couple de couleur bleue pr sente une identit Si ce score est gal ou sup rieur la valeur seuil un point rouge sera plac dans le graphique de ressemblance Si le nombre de pas color s est sup rieur un les scores calcul s imm diatement inf rieurs la valeur seuil produiront l affichage sur le graphique de ressemblance d un point de couleur bleue verte ou jaune Dans le seul cas d une comparaison de s quences prot iques il est possible la place de la matrice unit d appliquer la matrice de substitution de Dayhoff qui repr sente assez bien les probabilit s de substitution d un acide amin par un autre lors de l volution des prot ines LE CLASSEUR D ANAG NE Il s agit d un utilitaire qui permet l l ve de sauvegarder simplement et temporairement les s quences qui trop nombreuses viennent encombrer la fen tre d affichage des s quences ou le
328. population de personnes non malades et dans une population de personnes atteintes de la chor e de Huntington Arbre avec sujets atteints de chor e de Huntington qui charge le fichier arbrechoree jpg pr sentant l arbre g n alogique d une famille touch e par la chor e de Huntington L ge d apparition des premiers sympt mes de la maladie des membres atteints de la chor e est indiqu R p tition du triplet CAG en fonction de l ge qui charge le fichier courbelT15 jpg 145 ANAG NE Caract ristiques des all les du g ne IT15 On peut consid rer un seul all le le C18 par exemple le traduire et constater qu il est remarquable par la r p tition d un triplet CAG partir du codon 18 qui se traduit au niveau prot ique par la r p tition de l acide amin glutamine Cela facilitera l analyse des r sultats des comparaisons entre all les Il faut toutefois noter que cette r p tition de la glutamine est aussi suivie d une r p tition de onze prolines cod es par diff rents triplets alors que la r p tition de la glutamine est assur e par le m me triplet CAG Recherche des diff rences entre les all les All les IT15 Apr s avoir rep r les diff rences de longueur entre les all les il est conseill de comparer d abord deux all les par exemple les deux premiers de fa on rep rer la r p tition d un triplet CAG partir de la position 52 et de comprendre que la diff rence entre les
329. possible en cliquant sur les boutons de d calage 21 ANAG NE Les traitements de s quences e Les commandes des traitements se trouvent dans le menu Traiter et sont regroup es en quatre cat gories conversion de s quences comparaison de s quences action enzymatique et graphique de ressemblance e Un traitement n est applicable que si un nombre suffisant de s quences d j s lectionn es est atteint et si ces s quences sont de m me nature pour s lectionner une s quence il faut cliquer sur son bouton de s lection ce qui provoque un affichage en inversion vid o de son libell e Apr s traitement les s quences sont d s lectionn es et il convient d effectuer une nouvelle s lection pour appliquer de nouveau un traitement chaque traitement donne lieu un choix d options valider dans une bo te de dialogue sp cifique ces options restent m moris es au cours d une session de travail e Les r sultats d un traitement sont par d faut plac s dans la ou les fen tres sp cifiques du traitement lorsqu un traitement engendre de nouvelles s quences qui peuvent leur tour tre l objet d un traitement celles ci peuvent tre dirig es vers la fen tre d Affichage des s quences ou d dition des s quences la suite des s quences d j pr sentes la condition que soit coch e la case accompagn e du message Placer le r sultat dans la fen tre Affichage dition Exemple convertir des s
330. pour chaque individu de la famille et d lectrophor ses de r f rence L tude de l arbre g n alogique de la famille 5 permet de faire l hypoth se que deux g nes doivent intervenir dans le d terminisme de l albinisme si l on consid re que les all les mut s responsables du ph notype albinos sont r cessifs Famille 5 m Ph notype de l individu II2 absence totale de pigmentation des cheveux de la peau des veux troubles oculaires Ph notype de l individu IT3 pigmentation des cheveux de la peau des yeux faible la naissance elle augmente durant la vie sans atteindre le niveau normal troubles oculaires L exploitation des r sultats obtenus apr s action des enzymes de restriction tableau et lectrophor ses permet de confirmer cette hypoth se et de pr ciser les all les en cause L exploitation des r sultats fournis par l utilisation des enzymes de restriction permet de d terminer les g notypes des membres de la famille 5 on peut aussi pour simplifier le travail se limiter la d termination du g notype des individus II2 IB I1 et I2 215 ANAG NE D termination des g notypes pour le g ne de la tyrosinase Les all les en jeu dans cette famille tant les all les tyrcod1 et tyrAIDA3 ce qui sera pr cis aux l ves on peut se limiter l utilisation d une enzyme de restriction permettant de distinguer ces all les Xbal par exemple Les r sultats du tabl
331. pression d une s quence l ajout de programmes et de documents Toute fen tre pr sente dans l espace de travail d Anag ne quel que soit son contenu programme ex cutable document iconographique ou textuel s quences ou r sultat de traitement de s quences peut tre ajout e dans la liste des programmes et documents personnels Il est noter que c est la fen tre active c est dire celle dont la barre de titre est en inversion vid o qui constituera selon sa nature le programme ou le document enregistrer On utilisera cet effet la commande Enregistrer du menu Fichier Ici encore ce programme ou ce document aura pour origine l une des banques fournies avec le logiciel ou pourra tre import gr ce la commande Ouvrir du menu Fichier La suppression d un programme ou d un document ajout par l utilisateur s effectue de la m me mani re que la suppression d une s quence 20 PRISE EN MAIN L DITION ET LES TRAITEMENTS DE S QUENCES L dition de s quences Il convient de bien noter au pr alable que les banques de s quences et de th mes fournies ne sont pas modifiables par l utilisateur enseignant ou l ve avec le logiciel Anag ne lui m me au d but d une session de travail les s quences sont prot g es contre une ventuelle alt ration et il convient donc de les d prot ger dans le menu Options si l on veut utiliser des traitements qui modifient ces s quences la modifi
332. pt h lices alpha transmembranaires les s quences d acides amin s des opsines absorbant le vert et des opsines absorbant le rouge sont particuli rement semblables Trois r sidus localis s pr s du r tinal d terminent la diff rence spectrale entre les r cepteurs pour le vert et pour le rouge Le remplacement d un r sidu polaire par un r sidu non polaire par exemple la s rine par l alanine chacune de ces positions d place Amax vers le rouge d environ 10 nm Trois acides amin s expliquent la majeure partie de la diff rence de 30 nm entre les maxima d absorption les s quences nucl otidiques ou les s quences peptidiques des opsines humaines pr sentent des similitudes importantes La famille multig nique des opsines S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Duplications et familles multig niques G nes des opsines permet d atteindre Nucl iques qui charge le fichier genes Opsines edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes des g nes des opsines humaines rouge verte et bleue Prot iques qui charge le fichier pro opsines edi affichant les s quences prot iques des opsines rouge verte et bleue humaines Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Dubplication
333. que les doses utilis es n cessitant l utilisation d une chelle logarithmique en abscisse En op rant ainsi dans la r gion de Montpellier ils ont obtenu les r sultats indiqu s dans le tableau et le graphe ci dessous P rols 21 147 168 22 0 58 Maurin 0 227 227 1 00 Lattes 42 95 l RE 52 0 69 Prades le Lez 20 112 132 18 0 85 Triadou 82 149 231 24 0 65 StJean de Cuculle 73 81 154 26 0 53 Viols le Fort 93 74 167 30 0 44 Notre Dame de Londres 155 41 196 35 0 21 Et 2002 A E Z 2 g T 8 E 2 T _ 20 Km depuis la mer Les larves chantillonn es le long du cline nom de la commune indiqu e ainsi que la distance la mer ont t soumises une dose d insecticide qui tuait tous les Moustiques avant les ann es 1968 Les larves mortes et vivantes ont t compt es au bout de 24 heures 171 ANAG NE On constate que la fr quence des ph notypes r sistants est tr s forte dans la r gion soumise aux insecticides et qu elle diminue au fur et mesure que l on s loigne de cette zone Des chercheurs ont d termin le g notype des Moustiques recueillis dans la r gion de Montpellier en ce qui concerne les g nes des est rases partir des donn es obtenues ils ont calcul la fr quence des all les de r sistance ester en fonction de la distance au bord de mer Te j A R sistance B tt Ne
334. que et donc celle de production de nouveaux g nes par duplication La comparaison des s quences du g ne alpha ou b ta chez diff rentes esp ces ou celle des diff rents g nes de la famille multig nique dans l esp ce humaine mettent en vidence des sites conserv s et des sites forte variabilit L interpr tation de ces sites l aide des documents fournis conduit aux id es de conservation de mutations neutres par d rive g nique et d limination des mutations affectant la fonction des globines Enfin l exemple classique de l avantage procur par la possession de l all le HbS chez les h t rozygotes en r gion palud enne permet de comprendre la permanence et l extension d un all le par s lection naturelle dans certaines conditions d environnement e Les exemples des g nes codant pour l alpha antitrypsine et la G6PD permettent aussi d tablir les diff rents types de mutations ponctuelles et surtout d tablir des filiations entre all les et donc de reconstruire au moins en partie l histoire d un g ne au sein des populations humaines En outre gr ce la riche documentation associ e l exemple de la G6PD renforce celui de l h moglobine S pour faire saisir comment dans certaines conditions d environnement certains all les se r pandent par s lection positive dans certaines populations e L importance du processus de duplication suivi de mutations ponctuelles des g nes dupliqu s peut tre appr hend e
335. ques et ayant pour r le l hydrolyse du neurom diateur ac tylcholine qu ils inhibent Les anomalies de fonctionnement du syst me nerveux qui en r sultent entra nent la mort de l Insecte sensible Cependant pour qu un insecticide soit efficace il faut qu il puisse atteindre sa cible c est dire ici l espace synaptique Il doit donc p n trer dans l organisme de l Insecte et circuler dans son milieu int rieur Les Moustiques non r sistants peuvent lutter naturellement contre de faibles doses d insecticides OP La r sistance aux insecticides OP et aux carbamates peut s expliquer par des m canismes qui emp chent ces insecticides d atteindre leur cible ou par une sensibilit moindre de la cible ACE Les est rases enzymes produites naturellement par les Moustiques hydrolysent les liaisons ester notamment celles des mol cules des insecticides OP et des carbamates comme le propoxur Il existe chez le Moustique deux sortes d est rases appel es A et B qui hydrolysent toutes les deux des liaisons ester mais avec une sp cificit relative la position des liaisons Les g nes codant pour les est rases ne s expriment pas dans tous les tissus de l Insecte cette expression a surtout lieu dans la paroi du tube digestif la zone cellulaire cutan e sous hypodermique et les ganglions c r braux et thoraciques les deux premiers tissus constituant les principales voies de p n tration de l insecticide dans l organisme les
336. r allfam2xero edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne xpc des individus de la famille 1 et les s quences des all les du g ne xpc pr sents dans cette famille Le g notype de Gr goire Marie Jean et Anne est xpcNorm xpc2 celui de M lanie est xpc2 xpe2 G notypes famille3 qui charge le fichier allfam3xero edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne xpc des individus de la famille 1 et les s quences des all les du g ne xpc pr sents dans cette famille Michel et Sylvie ont pour g notype xpcNorm xpc3 Agn s et Tristan ont pour g notype xpc3 xpc3 Elodie a pour g notype xcpNorm xpcNorm Documents fournis La commande Xeroderma de la banque de documents permet d acc der aux fichiers XeroarbreFamille1 bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 1 dont l un des enfants est atteint de xeroderma XeroarbreFamille2 bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 2 dont l un des enfants est atteint de xeroderma XeroarbreFamille3 bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 3 dont deux des enfants sont atteints de xeroderma L exploitation des donn es concernant les familles propos es permet de d terminer les relations de dominance r cessivit des all les en cause mais aussi de montrer qu un ph notype x rodermique peut tre d des mutations diff rentes Pour chaque famille est fourni l arbre g n alog
337. r des personnes risque particulier pour le cancer du sein age bmp qui affiche une courbe indiquant la fr quence d apparition d un cancer du sein en fonction de l ge selon l ann e de naissance chez des femmes porteuses d un all le mut du g ne BRCA1 ou du g ne BRCA2 d apr s un article de Science vol 302 24 octobre 2003 activite bmp qui affiche une courbe indiquant la fr quence d apparition d un cancer du sein en fonction de l ge selon la pratique d une activit physique chez des femmes porteuses d un all le mut du g ne BRCA1 ou du g ne BRCA2 d apr s un article de Science vol 302 24 octobre 2003 Ces documents permettent de mettre en vidence l influence d autres facteurs sur le ph notype cancer du sein n es apr s 1940 oO 0 6 MrecEcn mcDum n es avant 1940 20 30 40 50 60 70 80 Age en ann es Risque d apparition d un cancer du sein chez les femmes porteuses d un all le mut du g ne BRCA1 ou BRCA2 d apr s un article de Science vol 302 24 octobre 2003 Ainsi le fait que les femmes porteuses d un all le mut BRCA1 aient un risque diff rent de d velopper un cancer du sein selon qu elles sont n es avant ou apr s 1940 sugg re l influence d un facteur de l environnement probablement li l alimentation a A avec pratique d une z 08 activit Y I S 306 f j AN 04 sans activit p
338. r les prot ines cod es puisque toutes ces hormones ont des r les diff rents Enfin les g nes codant pour ces hormones tant situ s sur des chromosomes diff rents on illustre bien avec l tude de cet exemple la souplesse du g nome au cours de l volution Les g nes des hormones tudi es ici constituent deux familles multig niques la famille des g nes LH FSH TSH et HCG et la famille des g nes de la GH HPRL et HLP La comparaison des s quences prot iques et nucl iques au sein de chacun des groupes propos s famille des g nes LH FSH TSH HCG et famille des g nes GH HPRL et HLP permet de mettre en vidence des similitudes mol culaires et de d gager la notion de familles multig niques La notion de duplication g nique suivie de mutations ind pendantes permet alors d expliquer l apparition de nouveaux g nes partir d un m me g ne ancestral La prise en compte du taux d identit s permet de pr ciser les relations de parent au sein de chacune de ces familles Les donn es pal ontologiques fournies permettent quant elles de comprendre comment on peut dater approximativement certaines duplications g niques Enfin les donn es fournies peuvent servir de support une r flexion sur les effets des mutations et sur leur conservation e T tude des g nes et prot ines LH et HCG permet de montrer comment une mutation peut en supprimant un codon stop entra ner un allongement de la prot ine synth tis
339. raites des donn es mol culaires surtout avec la technique d analyse utilis e au lyc e qui est ph n tique c est dire bas e sur le nombre de diff rences ou de ressemblances entre les mol cules Pour que les informations soient totalement fiables il faudrait que la vitesse d volution des mol cules homologues mutations et fixation des mutations dans les diff rentes lign es soit exactement la m me Ce n est jamais le cas Lorsque les divergences des lign es sont loign es dans le temps il est possible qu une vitesse plus grande dans une lign e conduise des r sultats inattendus COMPL MENTS D autres fichiers comportant un plus grand nombre de s quences sont fournis Ils peuvent tre utilis s pour cr er des sous ensembles et pour discuter des informations qu ils fournissent par comparaison une phylog nie reconnue construite patir de donn es morphologiques et anatomiques Cela peut tre utile aussi pour faire travailler des groupes d l ves sur des exemples diff rents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein des Vert br s Globines alpha et b ta permet d atteindre Globines alpha 10 Vert br s qui charge le fichier globinesalphareptiles edi affichant les s quences prot iques des alpha globines de dix Vert br s dont sept Reptiles Cobra Vip re Iguane Tort
340. re du cerveau et atteint surtout les structures lamin es comme le cervelet le cortex c r bral et l hippocampe Chez l embryon de Souris mutante la migration des neurones se d roule normalement jusqu au moment o ces neurones arrivent destination L organisation normale en couches ne se fait alors pas correctement la disposition des cellules de Purkinje et l orientation des neurones pyramidaux deviennent al atoires et le cervelet appara t d sorganis et constitu de l embo tement de deux couches un cortex c r belleux d architecture normale mais atrophi et l int rieur une masse cellulaire comportant la plupart des cellules de Purkinje m lang es aux cellules des noyaux profonds D s les premi res semaines on observe une perte de 50 des cellules de Purkinje Vue externe du cervelet Coupe parasaggitale du cervelet F Predis e N Ouahioune souris sauvage rl rl N Ouahioune souris mutant reeler Le g ne en cause a r cemment t clon il s exprime tr s t t au cours du d veloppement et code pour une prot ine reelin qui est une grosse prot ine 400 kDa de la matrice extacellulaire Une des mutations consiste en une d l tion d un exon ce qui aboutit probablement une prot ine tronqu e dans sa partie C terminale la prot ine est alors retenue dans le RER o elle s accumule Le d veloppement du cervelet est normal chez l h t rozygote Ces
341. regonga all les diff rents du g ne p53 un all le normal IT all le 1 et un all le mut all le 2 les deux GTTTGTGCCTETCCTEGGA all les diff rent par une substitution d un T nucl otide en position 833 Po no les cellules normales du m me individu po poss dent deux all les normaux du g ne p53 Il y a donc une diff rence de g notype entre les cellules canc reuses et les cellules normales Cette diff rence explique la diff rence de ph notype cellulaire cellule canc reuse qui se divise de fa on anarchique et cellule normale dont la division est contr l e et limit e l ve devrait conclure que c est dans la cellule initiale l origine de la tumeur qu a eu lieu la mutation transformant un all le P53 normal en un all le mut Et l aide du document mutations bmp conclure qu il s agit ici d une mutation somatique La m me d marche et les m mes conclusions peuvent tre obtenues partir de l exemple du cancer du foie On observe alors une mutation par substitution en position 747 G remplac par T uniquement dans les cellules canc reuses 40 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE SECONDE tude d un cancer impliquant une mutation germinale syndrome de Li Fraumeni qui se traduit par des cancers multiples et pr coces S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Origine de la variabilit de l information g
342. riants normaux et six variants morbides Le g ne IT15 tant long 9 435 nucl otides en moyenne on s est limit pour chaque all le une portion de la s quence codante commen ant au triplet d initiation ATG et encadrant la partie r p t e le triplet r p t commence la position 52 Famille Chor e de Huntington qui charge le fichier allelesFamillechoree edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne IT 15 poss d s par les membres de la famille dont l arbre g n alogique est fourni Le g ne IT15 tant long 9 435 nucl otides en moyenne on s est limit pour chaque all le une portion de la s quence codante commen ant au triplet d initiation ATG et encadrant la partie r p t e le triplet r p t commence la position 52 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Stabilit et variation des g nomes et volution Innovations g n tiques Mutations ponctuelles et filiations entre all les All les du g ne IT15 chor e de Huntington permet d atteindre Informations sur la chor e de Huntington qui charge le fichier choree bmp pr sentant des sympt mes de la chor e de Huntington et du g ne IT15 En introduction ce document permet de motiver l tude du polymorphisme de ce g ne Fr quence de quelques all les du g ne IT15 qui charge le fichier frequenceallelesIT15 bmp affichant les tableaux de fr quence de quelques all les du g ne IT15 dans une
343. rimentaux d un test au papier filtre permettant d valuer les quantit s d est rase produites par des Moustiques R partition des ph notypes qui charge le fichier repphenomoustiques jpg graphique de r partition des ph notypes de Moustiques en fonction de la distance la c te dans la r gion de Montpellier Ce graphique a t tabli partir de mesures r alis es en 1992 Fr quence des g notypes qui charge le fichier frequencegenotypes esterases jpg graphique pr sentant la fr quence de quelques g notypes pour le g ne des est rases chez les Moustiques en fonction de la distance la c te Fr quence all les r sistants qui charge le fichier resistancejpg graphique pr sentant la fr quence all les r sistants pour le g ne des est rases chez les Moustiques en fonction de la distance la c te tude exp rimentale qui charge le fichier etude experimentale moustiques jpg graphique pr sentant les r sultats d une exp rimentation men e sur quatre ans pour tudier l influence d un facteur de l environnement les insecticides OP sur la fr quence des ph notypes des Moustiques Comparaison du g nome de la souche R92 ou Edit 92 avec l all le B1 Le g nome de la souche R92 comprend quatorze exemplaires du g ne B1 tous ces exemplaires tant issus d un all le B1 par duplications successives Comparaison des g nomes des souches R96a 1 R96a 2 R96a 3 R96i 1 R96i 2 R96i 3 avec l
344. rotRORa staggerer Polymorphisme g ne Reelin mutation reeler qui charge le fichier mutationReeler edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes de l all le normale all le reelin normal et de l all le mut reeler all le reeler s quences prot iques correspondantes Documents fournis Le d veloppement de l arborescence de G notype environnement et fonctionnement du syst me nerveux de la banque de documents permet d atteindre Les ph notypes mutants c rebelleux staggerer et reeler pour charger les fichiers cervelet jpg qui pr sente la dissection d un Souris normale montrant les centres nerveux et permettant de localiser le cervelet la photo l gend e est accompagn e d un petit texte pr cisant le r le du cervelet coupecerveletjpg qui pr sente la coupe de cervelet coloration la thionine ph niqu e permettant de voir son organisation et sch ma de l organisation tissulaire du cortex c r belleux la photo et le sch ma sont accompagn s d un petit texte insistant sur les points importants de l organisation du cortex c r belleux staggerercervelet bmp qui montre la comparaison des cervelets de Souris normale et de Souris mutante staggerer en vue externe et en coupe parasaggitale coloration la thionine ph niqu e reelercervelet bmp qui montre la comparaison des cervelets de Souris normale et de Souris mutante reeler en vue externe et en coupe parasaggitale coloration l
345. s l ves la fa on dont l ADN est repr sent dans Anag ne ce qui est essentiel pour l utilisation ult rieure des banques de s quences Pour bien faire saisir en quoi la repr sentation d un seul brin d ADN est suffisante on peut demander aux l ves de sch matiser le fragment d ADN complet partir de la s quence fournie par Anag ne Bien entendu puisque l expression des g nes n est pas au programme et que les fragments fournis dans RasTop ne sont peut tre pas codants on ne peut pas parler de brin transcrit et non transcrit en seconde Ces fragments d ADN ne sont pas homologues On peut rechercher ce qu ils ont en commun et en quoi ils diff rent Une comparaison simple permet de discuter de ce qui peut tre le support de l information g n tique proportion des diff rents nucl otides et ordre de leur agencement ce que l on appelle la s quence Classiquement on ne retient que le second point mais ce stade les deux hypoth ses peuvent tre retenues La comparaison simple de deux fragments de m me longueur ADN humain2 et ADN virusHerpes puis s dans le fichier adn edi dont la composition en bases n est pas tr s loign e aboutit une similitude de 22 8 Cela est proche de la valeur que l on s attend trouver si deux mol cules sont compos es au hasard et n ont aucune relation de parent Cette remarque est importante pour bien faire saisir ult rieurement au niveau mol culaire les notions d all
346. s 5 Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Procr ation Analyse de cas cliniques permet d atteindre Cas normal dosages de r f rence puis Normes pour les dosages qui charge le fichier normes bmp affichant les normes humaines des taux de quelques hormones impliqu es dans la fonction de reproduction LH FSH AMH Oestrog nes progest rone testost rone Cas 5 Femme non pub re puis Dosages cas 5 qui charge le fichier cas5 bmp pr sentant des donn es concernant le cas n 5 donn es ph notypiques caryotype dosages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Jeune fille de 16ans de ph notype f minin normal qui pr sente des signes pubertaires comme le d veloppement des poils pubiens mais pas de d veloppement des seins et une absence de menstruations Cette jeune fille pr sente un ge osseux de 14 ans L chographie r v le deux ovaires de taille normale Le d veloppement des seins a t induit par un traitement strog nique Caryotype 46 XX Donn es histologiques Une biopsie des ovaires montre l absence de follicules cavitaires d velopp s Dosages hormonaux Sur une p riode d un mois les concentrations mesur es ne pr sentent aucune variation cyclique quelle que soit l hormone tudi e LH 21 Ul 1 FSH lt 0 5 UI 1 strog nes stradiol 25 pg ml Test de stimulation de la fonct
347. s color s afficher 2 r E e e tu sr Modifier l chelle Matrice unit F Matrice Dayhoff Taille de la fen tre de calcul fS il Valeur du seuil ES D placements r ticule EEE E E E Ver ON re R ticule et pointeur Le SR 7 Q LA a S z w e s Param tres et position courants Fen tre de caku 9 Mamie Unit Scoe 7 gt 8 x 477 y 332 549 345 Des deux s quences s lectionn es celle situ e au dessus de l autre dans la fen tre Affichage des s quences d terminera les valeurs de l axe des abscisses s quence en X et l autre les valeurs de l axe des ordonn es s quence en Y Pour g n rer ce graphique il est n cessaire de s lectionner deux s quences et pas davantage dans la fen tre affichage des s quences Les deux s quences doivent tre de m me type soit nucl iques soit prot iques Cliquer ensuite sur le bouton DotPlot de la barre d ic nes ou sur la commande Graphique de ressemblance du menu Traiter la fen tre du graphique de ressemblance s affiche alors Chaque point de couleur dans le graphique de ressemblance signifie qu l intersection de la ligne et de la colonne qui d terminent les coordonn es de ce point une identit de nucl otide ou d acide amin existe dans les deux s quences Une suite de points dispos s en diagonale indique les r gions de similarit entre les deux s quences Au dessus du graphique
348. s dans cette famille de g nes Les g nes des hormones FSH et TSH n tant pas sur le m me chromosome que les g nes LH et HCG il faut galement faire intervenir un ph nom ne de transposition ou translocation de g nes lors de chacune des deux duplications les plus anciennes Les quatre hormones n ayant pas les m mes r les on peut discuter de l effet des mutations apparues et fix es diff remment selon les branches ces mutations sont l origine des fonctionnalit s nouvelles acquises par ces hormones Comparaisons obtenues pour la famille des g nes GH HPRL et HLP GH HPRL HLP GH 100 HPRL 44 3 100 HLP 92 7 47 1 100 Matrice des identit s obtenue partir d un alignement avec discontinuit des g nes de ces hormones GH HPRL HLP GH 100 HPRL 22 9 100 HLP 85 3 244 100 Matrice des identit s obtenue partir d un alignement avec discontinuit des s quences prot iques de ces hormones Le plus fort taux d identit est entre les g nes GH et HLP ou entre les hormones elles m mes On en d duit que ces deux g nes d rivent d un g ne ancestral r cent par un ph nom ne de duplication g nique les diff rences qu ils pr sentent aujourd hui s expliquent par la fixation de mutations diff rentes dans les deux cas 160 Apparition et fixation de mutations diff rentes selon les branches de fa on ind pendante G ne GH ancestral G ne HL
349. s dans le dossier Anag ne 2 e Anag ne qui lance la version d Anag ne utilisant le code classique d signant par trois lettres chaque acide amin d une s quence peptidique e Anag ne code 1 lettre qui lance l autre version d Anag ne utilisant le code international bas sur une lettre pour d signer les acides amin s d une s quence peptidique Une troisi me ic ne intitul e Documentation est pr sente si lors de l installation l option correspondante avait t choisie 222 INSTALLATION ET D SINSTALLATION D SINSTALLATION Pour d sinstaller Anag ne 2 deux solutions sont possibles utiliser le c d rom d Anag ne qui proposera apr s lancement du programme d installation le choix entre trois options e Modifier les fonctions du programme e R parer les erreurs dans le programme e Supprimer Anag ne de votre ordinateur afficher le Panneau de configuration de Windows et cliquer sur l ic ne Ajout Suppression de programmes s lectionner Anagene 2 et cliquer sur Supprimer Attention tout autre moyen de d sinstallation destruction de r pertoires effacement de fichiers est pr judiciable 223
350. s des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Universalit de l information g n tique permet d atteindre Structure de I ADN qui charge le fichier adn edi affichant six s quences nucl iques diff rentes courtes provenant de divers tres vivants le Rat ADNrat l Homme ADNhumain1 et ADNhumain2 la Levure ADNLevure la bact rie Escherichia Coli ADNbacterieEC le virus de l herp s ADNvirusherpes Fichiers des mol cules en 3D Dans le dossier 3D sous Anagene le r pertoire StructureADN contient les fichiers pdb suivants ADNrat pdb ADNhumain1 pdb et ADNhumain2 pdb ADNLevure pdb ADNbacterieEC pdb ADNvirusherpes pdb Pistes d exploitation p dagogique des s quences Anag ne n est pas bien s r l outil premier pour d couvrir la structure de l ADN Celle ci peut tre tablie avec le logiciel RasTop La visualisation 3D avec ce logiciel de diff rents fragments d ADN d origine diverse permet de d gager quelques caract ristiques de la mol cule d ADN il est important de pr ciser aux l ves qu il ne s agit ici que de fragments de longueurs diff rentes de mol cules d ADN beaucoup plus longues en r alit et l universalit de sa structure puisque l on dispose de fragments d ADN appartenant des esp ces vari es La banque d Anag ne fournit pour chaque fragment visualisable avec RasTop la s quence d un des deux brins Cela permet d aborder avec le
351. s deux un cervelet de taille r duite et mal organis Pourtant leur g notype est diff rent puisque ce ne sont pas les m mes g nes qui sont en cause dans les deux cas g ne RORa pour les mutants staggerer et g ne Reelin pour les mutants reeler Ces donn es apportent aussi des arguments en faveur d une influence du g notype sur la mise en place des r seaux de neurones et le fonctionnement du syst me nerveux et peuvent donc tre aussi utilis es dans la partie du programme intitul e La part du g notype et la part de l exp rience individuelle dans le fonctionnement du syst me nerveux 112 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S INTRODUCTION LA BANQUE DE DONN ES ET LES NOTIONS DU PROGRAMME Les s quences et documents r unis peuvent tre utilis s pour construire les notions des diverses parties du programme de biologie de terminale S Certaines de ces s quences sont galement fournies dans le logiciel Phylog ne et sont susceptibles d tre trait es l aide de fonctions propres ce logiciel comme celle de construction d arbre par exemple Les deux logiciels sont donc compl mentaires 1 Pour la partie Parent entre tres vivants actuels et fossiles le choix des mol cules permet de rechercher les relations de parent au sein d ensembles plus ou moins tendus Ainsi le g ne CDC2 qui code pour un polypeptide jouant un r le majeur dans la r alisation du cycle cellulaire peut tre
352. s disponibles sur les sites Internet du CNDP et de l INRP peuvent tre consult es dans un navigateur et t l charg es Un lien m ne galement vers un site d di Anag ne L acc s ces sites est r alis partir de la commande Compl ment en ligne 13 ANAG NE LES DONN ES FOURNIES AVEC ANAG NE Les th mes d tude C est l entr e normale pour les l ves Dans la nouvelle banque de th mes d tude Th mes fournis 2006 ceux ci sont organis s par niveau Les th mes de la pr c dente version d Anag ne Th mes fournis 1997 ont t maintenus apr s la nouvelle banque Les th mes sont regroup s par grandes sections correspondant diff rents contenus d apprentissage en relation avec les programmes Dans chaque section on trouve les probl matiques introduites par chaque groupe de s quences et si n cessaire un d coupage plus fin en th mes d tude Th mes d tude Th mes fournis 2006 EN Ph notypes couleur de E Seconde lt Ph notypes taille des levures G ne CDC2 Universalit de l information g n tique D Ph notypes dr panocytaires chez l Homme G ne HBB Ne Variabilit de l information g n tique Origine de la variabilit de l information g n tique Ke Unit du vivant Premi res L ES Terminale Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylog Stabilit et variation des g nomes et volution
353. s et familles multig niques G nes des opsines permet d atteindre Informations opsines qui charge le fichier presopsines jpg affichant un texte de pr sentation des opsines humaines incluant le spectre d absorption et pr cisions sur les opsines pr sentes chez les autres Primates Ce document peut tre utilis pour poser le probl me existence chez un m me organisme de plusieurs mol cules aux r les tr s voisins Il est aussi utilisable pour dater la derni re duplication g nique partir des informations concernant les opsines pr sentes chez les autres Primates Spectres d absorption des opsines qui charge le fichier spectropsines jpg pr sentant le spectre d absorption des opsines humaines Comparaison structure 3D opsines qui charge le fichier comparopsines jpg r v lant la comparaison des structures 3D repr sentation en rubans des trois ospines humaines document obtenu avec le logiciel RasTop Les similitudes constat es sont un argument en faveur d une origine commune de ces prot ines donc des g nes qui les codent Localisation chromosomique qui charge le fichier chromopsines jpg montrant la localisation chromosomique des g nes des opsines humaines Une fois vue leur origine commune et les m canismes l origine de leur apparition ce document permet de discuter de la plasticit importante du g nome en abordant notamment le ph nom ne de transposition de g nes Phylog nie des opsines qui char
354. s g nes hom otiques de Vert br s et d Arthropodes et donc de l unit du vivant Complexe Homeodomaine ADN qui charge le fichier complexeADNHomeojpg illustrant le mode d action des g nes hom otiques La figure permet de comprendre comment agissent les g nes hom otiques ils codent pour une prot ine dont une partie appel e hom odomaine est capable de se fixer sur l ADN permettant ainsi la r gulation de l expression de certains g nes On se limite ici aux s quences nucl iques des hom obo tes et des s quences prot iques des hom odomaines car leur similitude est tr s grande d un g ne hom otique l autre alors que cette homologie est impossible mettre en vidence si l on compare les s quences codantes enti res de ces g nes ou les prot ines enti res En fait les g nes hom otiques ne se ressemblent qu au niveau des hom obo tes codant pour les hom odomaines prot iques D une fa on g n rale les conclusions obtenues seront les m mes que l on travaille sur la comparaison des s quences prot iques des hom odomaines ou sur la comparaison des s quences nucl iques des hom obo tes Cette similitude de s quences sugg re une origine commune c est dire une s quence ancestrale commune donc une origine commune pour les tres vivants qui les poss dent c est dire l Homme la Souris le X nope la Drosophile la Sacculine et le Dicyemie 121 ANAG NE Au del de l id e
355. s les diff rentes commandes de la barre des menus soit directement pour la plupart par l interm diaire des boutons de la barre d outils Certaines commandes des menus sont aussi directement applicables par l utilisation de raccourcis clavier le d tail en est pr cis dans le Guide de r f rence page 29 et suivantes et accompagne les commandes dans les menus d roulants du logiciel 12 PRISE EN MAIN Menu Fichier On y trouve les options classiques de gestion de fichiers savoir l acc s aux banques de donn es du logiciel s quences th mes d tude programmes et documents la cr ation l ouverture l importation l enregistrement l impression de fichiers de s quences et la possibilit de quitter le logiciel Menu dition Il permet d acc der aux commandes pr sentes dans la plupart des logiciels d dition ou de traitement de texte savoir les commandes li es au presse papiers de Windows Couper Copier Coller les commandes d effacement de s lection de recherche d inversion et de tri de s quences Certaines de ces commandes ne sont applicables aux s quences que si la commande Prot ger les donn es du menu Options n est plus coch e En effet au lancement du logiciel les s quences charg es dans la fen tre d dition sont par d faut ainsi prot g es Menu Traiter Il contient les commandes assurant les quatre grands types de traitements qu il est possible d effectuer sur les s quences sav
356. s nucl otides qui EANA des acides amin s Type de mutation des codons qui varient varient chang s Tyrcod1 All le de r f rence Tyrcod2 A gt Cen 575 TAT TCTen192 Tyr gt Seren192 oe tuon faux sens neutre TyralbA1 GAen1147 GAT AATen383 Asp Asnen383 Substitution faux sens Substitution A gt Cen575 TAT gt TCT en 192 Tyr gt Ser en 192 faux sens neutre TyralbA2 D l tion de deux La prot ine n a nucleotides TG en TGT gt TGA en 244 que 243 acides D l tion 732 733 amin s A gt C en 575 TATTCTen192 Tyr gt Seren192 ubstitution faux sens neutre TyralbA3 La prot ine n a Substitution G gt A en 533 TGG gt TAGen178 que 177 acides ee ae non sens amin s TyralbA4 C gt Ten 242 CCT gt CTTen81 Pro gt Leuen 81 on faux sens TvralbA5 C gt T en 242 CCT gt CTT en 81 Pro gt Leu en 81 Substitutions ni A gt C en 575 TATTCTen192 Y Seren 192 faux sens A gt C en 575 TAT gt TCTen192 Tyr gt Seren192 SUbstitution faux sens neutre TyralbB1 ENTRE CSTen1217 CCT gt CTTen406 Pro gt Leu en 406 de faux sens TyralbTS GAen1265 CGG gt CAGen422 Arg gt Ginen422 Substitution faux sens Caract ristiques des enzymes tyrosinase cod es par ces all les Les all les tyralbA1 tyralbA tyralbA3 tyralbA4 et tyralbAS codent pour des enzymes totalement inactives et sont donc l origine d un albinisme de type OCA 1A L all le tyralbB1 code pour une enzyme pr sentant une activit r siduelle
357. s r cepteurs hypophysaires cette GnRH Le fait que le dosage de la LH par fixation ses r cepteurs indique des valeurs quasiment nulles alors que la LH est pr sente en concentration normale permet d envisager un probl me au niveau de la LH Le test par la LH exog ne permet de v rifier que le r cepteur la LH est fonctionnel La comparaison avec Anag ne des s quences des diff rentes hormones et r cepteurs de l individu du cas n 1 avec les s quences de r f rence ne montre de diff rences que pour la LH B Comparaison simple Mutation par substitution du nucl otide A en nucl otide G modifie le 74 codon CAG gt CGG Ainsi la glutamine 74 est remplac e par l arginine L acide amin 74 tant impliqu dans la fixation de l hormone son r cepteur sur les cellules de Leydig la mutation emp che cette fixation Remarques Cet exemple montre que la LH n est pas n cessaire la diff renciation de l appareil g nital masculin au cours de la vie f tale Cependant les cellules de Leydig f tales doivent tre stimul es pour produire la testost rone indispensable cette diff renciation C est l HCG placentaire qui passe dans la circulation f tale qui joue ce r le La th rapeutique envisageable est base d injections r guli res de testost rone ou d HCG hormone ayant les m mes cibles que la LH mais pr sentant un effet plus prolong gr ce une demi vie plus longue
358. s r sultats des traitements effectu s Sa simplicit tient au fait qu il n y a pas parcourir l arborescence du disque dur pour y enregistrer des fichiers Apr s avoir s lectionn les s quences de la fen tre d affichage ou la fen tre de r sultat sauvegarder il suffit de cliquer sur le bouton correspondant de la barre d outils pour l ouvrir Les donn es pourront alors tre int gr es au classeur par l ajout de leur libell et de l heure correspondante Fermer A 08 34 18 Fen tre Comparaison sex 09 33 28 Fen tre Carte de restriction a 09 14 14 S q peptidique R cup rer Supprimer En fin de session ce classeur est vid apr s affichage d un message d avertissement invitant en visiter le contenu pour r cup rer si besoin des donn es Ainsi le disque dur n est pas surcharg avec des fichiers inutiles En cas de coupure inopin e de l lectricit ou de r initialisation du micro ordinateur le contenu du classeur est r cup rable d s le lancement d Anag ne 28 GUIDE DE R F RENCE LES COMMANDES DES MENUS Menu Fichier Banque de s quences affiche sous forme arborescente la liste des s quences disponibles Th mes d tude affiche sous forme arborescente la liste des th mes d tude pr d finis Programmes et documents affiche sous forme arborescente la liste correspondante Cr er permet de cr er une s quence nucl ique prot ique ou une ligne de texte Ouvrir perme
359. s relations g notype ph notype environnement Cancer du sein permet par d veloppement de l arborescence d acc der All les BRCAI qui charge le fichier BCRAT edi affichant les s quences strictement codantes de l all le de r f rence all le r f rence BRCA1 et de trois all les mut s all le m1 BRCA1 all le m2 BRCA2 all le m3 BRCA3 du g ne BRCAI et des prot ines correspondantes Tous les all les mut s fournis ici codent pour des prot ines non fonctionnelles All les BRCA2 qui charge le fichier BRCA2 edi affichant les s quences strictement codantes de l all le de r f rence all le r f rence BRCA1 et d un all le mut all le m1 BRCA2 du g ne BRCA2 et les prot ines correspondantes L all le mut fourni ici code pour une prot ine non fonctionnelle Famille1 et all les qui charge le fichier BRCA1 famillel edi affichant les all les du g ne BRCA1 des membres de la famille 1 dont l arbre g n alogique fichier Famille1BRCA bmp est charg simultan ment Les g notypes des membres de la famille sont les suivants all le ref BRCA1 all le ref BRCA1 I2 IN I6 IN1 allele ref BRCAT allele mut2 BRCA1 I1 I2 I3 I4 ID I2 IMS Documents fournis Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Cancer du sein permet d atteindre G nes de susceptibilit pour charger les fichiers genes bmp qui affiche un texte de pr
360. s risques majeurs Collection Analyse de donn es simulation ANAG NE Analyse de s quences nucl iques et prot iques Version 2006 du logiciel et de la banque de donn es Centre national de documentation p dagogique Institut national de recherche p dagogique L dition de logiciels et multim dias est coordonn e par le CNDP Service national des productions imprim es et num riques T l port 1 4 BP 80158 86961 Futuroscope cedex Chef de service Jean Fran ois Timmel Chefs de projet Maurice Bouyssou coordination Catherine Bouyssou Daniel Buret Caroline d Atabekian Marie Line P rillat Mercerot D veloppement Robert Lagoutte Yves L vine Secr tariat de r daction Pascale Langlois Micro dition Fabien Biglione Sylvie Morel Ghislaine Rochette Graphisme Jacques Auclerc Galland Fabrication Thierry Lacorne ISBN 2 240 02523 9 3 dition CNDP INRP 2006 ISBN 2 240 00530 0 2 dition CNDP INRP 2003 ISBN 2 240 00479 7 1 dition CNDP INRP 1997 ISSN 1284 1285 Discipline Niveau Sujet Conception Documentation scientifique et p dagogique Adaptation et d veloppement informatique Aide en ligne Adaptation de l aide et de la documentation la version 1 8 Tests et calculs de matrices Conduite du projet Collection Analyse de donn es simulation ANAG NE Analyse de s quences nucl iques et prot iques Biologie Lyc e enseignement sup rieur
361. sages hormonaux r ponses aux tests de stimulation Donn es ph notypiques Deux s urs de 37 et 42 ans non pub res organes g nitaux externes f minins pas de d veloppement des seins absence de menstruation absence d organes g nitaux internes f minins ovaires trompes ut rus l exception d un vagin court et ferm pr sence de deux testicules en position interne abdominales accompagn s de deux pididymes et de deux canaux d f rents atrophi s Caryotype 46 XY Donn es histologiques Les testicules ont t enlev s risque de cancer et pr sentent des tubes s minif res sans signes de spermatogen se Leur tissu interstitiel ne contient que des cellules de Leydig immatures Dosages hormonaux Individu 1 0 69 Individu 2 0 53 Individu 1 23 3 Individu 2 19 Testost rone nmol l LH UI 1 Test de stimulation de la fonction gonadique par HCG quivalent LH L injection intramusculaire de 6000 UI de HCG ne provoque aucune l vation du taux de testost rone plasmatique Test de stimulation de la fonction hypophysaire par la GnRH L injection de 100 microgrammes de GnRH provoque une augmentation importante de la s cr tion de LH et l l vation normale du taux de FSH 186 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Exploitation des donn es Le ph notype sexuel externe n est pas conforme au g notype il y a donc eu un probl me lors de la diff r
362. sent pr f rentiellement alpha NA et les est rases B agissent pr f rentiellement sur b ta NA L est rase coupe ces deux substrats en lib rant du alpha ou b ta naphthol qui se colore en pr sence de Fast Garnet GBC poudre rajouter dans le tampon de coloration Le produit plus Fast Garnet donne un pr cipit rouge qui donne la coloration sur le papier filtre une fois le Moustique cras sur le papier la r v lation se fait entre cinq et quinze minutes si tous les r actifs sont pr ts chaque t che correspondant un Moustique cras l intensit de la coloration obtenue tant proportionnelle la quantit d est rase produite par ce Moustique DETECTION OF INCREASED ESTERASE ACTIVITY IN SINGLE MOSQUITOES BY THE FILTER PAPER TEST 0 a otot o ee 0 e 60000 6e ee o 00 valuation de la quantit d est rases produite par diff rentes souches de Moustiques r sultats exp rimentaux d un test au papier filtre Ce protocole exp rimental a t appliqu une population de Moustiques de la r gion de Montpellier On observe alors une vari t ph notypique au sein de cette population de Moustiques certains produisant beaucoup d est rases d autres tr s peu Ces r sultats sont mettre en relation avec le document pr sentant la variabilit des populations de Moustiques au niveau du ph notype macroscopique r sistance ou sensibilit aux insecticides 178 SUGGESTIONS P DAGOGI
363. sente les r sultats d une exp rience men e chez l pinard et mettant en vidence l influence d une mol cule chimique un inhibiteur de croissance le BX 112 sur la cha ne de biosynth se des gibb rellines L analyse des documents fournis met en vidence l influence de facteur de l environnement sur le g notype e allongement de la photop riode stimule l expression de certains g nes favorisant ainsi la cha ne de biosynth se de la GA e des substances chimiques comme l inhibiteur de croissance BX112 inhibe l expression de certains g nes ce qui r duit la production de GA la plante poss de alors un ph notype nain alors qu aucune mutation particuli re n affecte les g nes en cause 107 ANAG NE G NOTYPE ENVIRONNEMENT ET FONCTIONNEMENT DU SYST ME NERVEUX Les ph notypes mutants c r belleux Informations scientifiques L organisation du cortex c r belleux Le cortex c r belleux est une petite structure relativement simple qui ne contient que cinq types cellulaires organis s en trois couches couche mol culaire externe cortex c r belleux couche des cellules de Purkinje couche granulaire interne substance blanche 1 corps cellulaire de cellule de Purkinje 2 cellule granulaire grain 3 fibres parall les 4 cellule toil e ESS SES EN A N Ouahioune Cr T RAR 5 cellule de Golgi Coupe parasaggitale d un cervelet de souris normal
364. ser la notion de polymorphisme GenoPhenoA phaAT bmp affichant un document pouvant servir de base une discussion sur la notion de dominance r cessivit des all les filiation AT bmp pr sentant une activit p dagogique envisageable consistant proposer cette filiation aux l ves en leur demandant de la justifier partir de l exploitation des s quences fournies ils doivent identifier et placer sur chaque branche la mutation permettant de la justifier repartitionSZ bmp affichant les cartes de r partition qui permettent de discuter de l origine des all les S et Z On constate que la fr quence de l all le S est tr s nettement plus lev e en Espagne et plus particuli rement en Galice de plus cette fr quence d cro t quand on s loigne de ces r gions On peut donc supposer que cet all le est apparu dans cette r gion La fr quence la plus lev e de l all le Z se trouve dans les populations du nord ouest de l Europe On peut supposer que la mutation l origine de cet all le est intervenue dans la lign e germinale d un individu d une de ces populations Ensuite non seulement l all le Z a diffus dans la population nordique mais a aussi r ussi se r pandre dans les populations du sud est europ en L all le M 1 est consid r comme all le de r f rence La comparaison des autres all les cet all le de r f rence permet d aborder les notions relatives aux mu
365. sma La demi vie de l alpha AT est de quatre cinq jours L alpha AT est produite et s cr t e par les cellules h patiques Elle est synth tis e au niveau du REG sous forme d un pr curseur de 418 acides amin s le peptide signal de 24 acides amin s est limin durant le passage dans les cavit s du reticulum c est aussi lors de ce passage que la prot ine prend sa conformation spatiale et que les trois cha nes glucidiques sont ajout es La prot ine ainsi glycosyl e est transf r e dans les saccules golgiens puis s cr t e par exocytose On estime 34 mg par kilogramme de masse corporelle la production journali re d alpha AT L alpha AT est un inhibiteur des prot ases s rine prot ases dont le site actif comprend la triade d acides amin s catalytiques acide aspartique histidine s rine La trypsine la chymotrypsine et l lastase produite par les granulocytes sont des prot ases de ce type L action inhibitrice de l alpha AT sur ces prot ases s rine a t mise en vidence pour la premi re fois sur la trypsine d o son nom In vivo le seul substrat r el pour l alpha AT est l lastase une endopeptidase puissante capable de cliver la plupart des prot ines de la matrice extracellulaire notamment l lastine et les divers collag nes Cette lastase est lib r e par les granulocytes leur mort Au niveau du conjonctif des alv oles pulmonaires cette lastase est lib r e en permanence
366. son simple 25 30 35 40 I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I DOI G P OK A L A R C L I VU Y P WT R Y F 6G EU GE 6 L F D EG GE L Fr 0 EC RE L F 08 globine beta poule E Le MEET EEE LES SEE ESS ee ES Jp e globine beta souris EU a E E TE LEE ee e e EE D ee 65 70 1 I I l I 1 I 1 1 I A A H G U K U L H G UK K NS UQ H 7TSs globine beta mancho R Kk TS UR K TS K K TS 95 100 105 1 a e k e se ie dE f E e e e R e g E r JE d RE ma b SELSULHS DK LH OU D P D ON FR I L G D C R EEE EE LEE E RE EEE KE MN Toe on LE on an Go on EE ae L on gt x L A ST 2 em Eee de D de de de Le Le es des Et de de LL ee E LEE EC E EC ECCERe Eee Le Eete fesses E Esesflssessess sekEs EN H v 120 125 130 135 140 145 a EUDE TER ake eA E EA EE EE E E E TE E OT Traitement globine beta thon ANLGDAFTIVETQOCAFQRK FL AU VU w F A L e R K Y H globine beta chien H OH CE OK CE om on PEU Aoo us os O O os 6 0m A UN 02 A Eoo globine beta corbea E Ea KR RL Re Me E E l ER Mesh mr globine beta manchol EHESS ELLE EE LE RER EL RE EE l a A RE EE globine beta poule AN LE Se LE E BR as Ga os Mo ss LE OR om o ME Mn as mx x globine beta souris T I UP 5 LR CE SR RE RE A SSL O A Ge AR OT ee ee MS A a a v S lection 0 7 lignes gt f R sultat d une comparaison simple de globines b ta
367. sons on a s lectionn des s quences homologues de 345 nucl otides partir des s quences fournies par la banque internationale sur la r gion hypervariable 1 Bien entendu l exploitation de ces fichiers n cessite un minimum d informations pr alables sur l ADN mitochondrial et l ADN fossile L exploitation des donn es fournies est de m me nature que celle des s quences utilis es pr c demment pour tablir des phylog nies Le fichier sur les Primates permet de discuter la pertinence d utiliser l ADN mitochondrial pour tablir des relations de parent Le principe est de comparer les s quences deux deux l aide de la fonction de comparaison d Anag ne afin de construire la matrice des ressemblances entre les r gions hypervariables 1 des divers Primates partir de l on peut construire un arbre phylog n tique des Primates similaire celui ci obtenu avec Phylog ne PAN AJ586556 Pan AJ586557 BONOBO Kefhumaine GORILLE ORANG OUTAN COLOBE NB Pan corespond au Chimpanz 134 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Cet arbre est conforme celui construit en utilisant d autres mol cules l ADN mitochondrial peut donc tre utilis pour reconstruire des phylog nies De plus on constate que par rapport aux s quences d ADN nucl aire utilis es le nombre de diff rences entre les s quences d ADN mitochondrial de l Homme et des autres Hominid s Chimpanz Bonobo Gorille e
368. sophile 88 3 88 3 88 3 100 Vert br s on obtient 88 3 d identit globale Le tableau ci dessous pr cise les identit s entre les s quences prises deux deux R sultat des comparaisons des domaines prot iques cod s par les g nes AbdB de Drosophile et Hox B9 de trois DP B7 Homme DP B7 Souris DP B7 X nope Boonie DP B7 Homme 100 DP B7 Souris 98 3 100 DP B7 X nope 96 7 96 7 100 DP Ubx Drosophile 90 88 3 88 3 100 Vert br s on obtient 86 7 d identit globale Le tableau ci dessous pr cise les identit s entre les s quences prises deux deux 122 DP B9 Homme DP B9 Souris DP B9 X nope e one DP B9 Homme 100 DP B9 Souris 100 100 DP B9 X nope 95 95 100 DP AbdB Drosophile 70 70 70 100 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Si l on applique la m thode ph n tique au traitement de ces donn es on peut pr ciser les parent s entre les tres vivants concern s la plus grande parent tant entre Souris et Homme puis avec le X nope et enfin avec la Drosophile On peut alors tablir la phylog nie suivante Homme Souris X nope Drosophile La comparaison des s quences des hom odomaines des g nes Hox B6 de l Homme et de la Souris avec les g nes Antp de la Drosophile de la Sacculine et du Dicyemie permet quant elles d tablir des parent s entre des a
369. ssible d tablir des relations de parent entre les Primates l aide des donn es mol culaires concernant les opsines et notamment l opsine S ou opsine bleue Tous les Primates poss dent ce g ne port par un autosome et il code pour une opsine ayant toujours un pic d absorption voisin de 430 nm S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein des Primates G ne de l opsine S Shortwave Bleu permet d atteindre Opsine S bleu Primates qui charge le fichier OpsPrimates edi affichant les s quences prot iques des opsines bleues ou opsines S de quelques Primates appartenant des groupes diff rents platyrhiniens Cebus Capucin Sa miri Singe cureuil Alouate Singe hurleur catarhiniens Homme Macaque Bonobo Chimpanz Gorille Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Parent entre tres vivants actuels et fossiles Phylogen se volution Relations de parent au sein des Primates G ne de l opsine S Shortwave Bleu permet d atteindre Opsine S pour afficher le fichier Opsine S bmp pr sentant la nature et le r le de l opsine S ainsi que la localisation du g ne qui la code Les informations tir es de la comparaison des s quences par alignement avec discontinuit s permettent de construire la matrice des identit s
370. st relativement important ce qui indique une volution rapide de cette r gion de l ADN mitochondrial Elle peut donc tre utilis e pour r soudre des probl mes de parent au sein des Hominin s Le second fichier Homme moderne Cro Magnon neandertalien Chimpanz peut tre utilis pour traiter la question de la place de l Homme de Neandertal par rapport Homo sapiens et donc discuter la possibilit ou non d un m tissage entre ces deux Homo L aussi il s agit de comparer les s quences deux deux afin de construire une matrice des ressemblances et finalement un arbre phylog n tique tel que celui repr sent ci apr s Heandertal Croatie AF282971 Heandertal Feldhofer2 AY149291 Heandertal Feldhofer1 MIHSF0112 HONGROIS Cro Magnon1 AY283027 ITALIEN CHINOIS 1 Cro Magnon2 AY283028 RUSSE AFRICA B HORDAMER AFRICA A PAH AJ586557 Pan AJ586556 On y voit que les neandertaliens partagent avec Homo sapiens un anc tre commun qui n est pas celui du Chimpanz que les neandertaliens forment un groupe monophyl tique part de celui des Hommes actuels que les Hommes de Cro Magnon ne sont pas situ s au sein des neandertaliens mais parmi les Homo sapiens actuels Cet ensemble d informations forme un faisceau d arguments en faveur de l absence d hybridation entre ces deux types d Homo et donc de leur appartenance deux esp ces Le troisi me fichier des s quences partielles pr sente l int r t de fournir des
371. suivante les valeurs sont en pourcentage Homme Bonobo Chimpanz Gorille Macaque Alouate Sa miri Cebus Homme 100 Bonobo 100 100 Chimpanz 100 100 100 Gorille 99 7 99 7 99 7 100 Macaque 96 96 96 95 7 100 Alouate 92 3 92 3 92 3 92 92 3 100 Sa miri 91 7 91 7 91 7 91 4 92 2 97 1 100 Cebus 92 5 92 5 92 5 92 2 92 5 97 7 96 100 partir de cette matrice on peut tablir la phylog nie suivante Alouatte C bus Saimiri Homme Bonobo Chimpanz oo Gorille D Macaque 131 ANAG NE Relations de parent au sein des Hominid s ADN mitochondrial D autres informations sur ce th me peuvent tre trouv es sur le site Vie Jussieu dont l adresse est http www snv jussieu fr vie documents adnancient adnmt htm Informations scientifiques ADN fossile et histoire des Hominin s Un arbre phylog n tique des Hominin s bas sur l utilisation de caract res morphologiques et anatomiques peut tre construit avec le logiciel Phylog ne Les donn es mol culaires commencent tre utilis es pour aborder certains probl mes de l histoire volutive des Hominin s Sous ce terme on d signe ici les esp ces appartenant la lign e humaine qui partagent avec Homo Sapiens un anc tre commun qui n est pas celui des Chimpanz s L esp ce humaine est la seule esp ce d Hominin s qui existe aujourd hui Pour exploiter les donn es mol culaires rel
372. t les c nes opsine S Short ou bleue M M dium ou verte et L Long ou rouge ces diff rentes opsines diff rant par leur spectre d absorption rod 498nm 533nm 564nm O O C le pa O D Q lt gt 2 ra an Je CL 550 600 Wavelength nm Les spectres d absorption des trois opsines photor ceptrices ont t mesur s en clairant des c nes avec un faisceau de lumi re de 1 mm seulement Les r ponses des diff rents c nes montrent trois groupes certaines sont excit es au maximum par la lumi re bleue d autres sont excit es au maximum par la lumi re verte et les derni res par la lumi re orang e rouge Les c nes S contiennent une opsine ayant un maximum d absorption dans les courtes longueurs d onde du visible opsine S ou bleue les c nes M contiennent une opsine ayant un maximum d absorption dans les longueurs d onde moyennes du visible opsine M ou verte les c nes L contiennent une opsine ayant un maximum d absorption dans les grandes longueurs d onde du visible opsine L ou rouge Bien entendu tous les photor cepteurs poss dent les m mes g nes codant pour les opsines mais un seul de ces g nes s exprime dans un photor cepteur donn 129 ANAG NE Les prot ines photor ceptrices des cellules en c ne sont comme l opsine de la rhodopsine des r cepteurs sept h lices et elles contiennent elles aussi le 11 cis r tinal Localisation chrom
373. t de choisir un fichier dans l arborescence des r pertoires et de l ouvrir dans l espace de la fen tre m re d Anag ne Importer permet d entrer les donn es charg es directement dans la banque Enregistrer assure la sauvegarde de s quences d une fen tre ou de l ensemble Imprimer imprime les s quences choisies et les r sultats de traitements appliqu s Quitter permet apr s confirmation de quitter d finitivement le logiciel Anag ne NB Il est toujours propos d enregistrer une fen tre dont le contenu a chang avant de la fermer Menu dition Couper permet de m moriser une s lection dans le presse papiers de plus il efface la s lection Copier permet simplement de m moriser une s lection dans le presse papiers Coller permet de recopier l emplacement du curseur la s lection m moris e dans le presse papiers Effacer permet de supprimer d finitivement une s lection S lectionner tout assure la s lection de l ensemble des s quences d une fen tre D s lectionner tout annule les s lections effectu es dans une fen tre Rechercher permet de rechercher dans la s quence o se situe le curseur les occurrences d une cha ne de caract res Minuscules convertit en minuscules la s lection effectu e dans la fen tre d dition des s quences Majuscules convertit en majuscules la s lection effectu e dans la fen tre d dition des s quences Inverser la s quence provoque l inversion de l
374. t donc des g nes homologues cette homologie t moignant de leur origine commune De plus l ordre des g nes sur chaque chromosome donc au sein d un m me complexe est similaire d un complexe l autre On peut donc dire que l on a des g nes paralogues exemple HoxA4 HoxB4 HoxC4 et HoxD4 sont paralogues Si l on effectue maintenant des comparaisons entre les g nes hom otiques des Vert br s et des Arthropodes e les g nes des complexes Hox de Souris et Hom C de Drosophile pr sentent des similitudes dans leur ordre de disposition sur les chromosomes et dans les deux cas ils sont impliqu s dans le positionnement et l identit cellulaire le Se de l axe ant ro post rieur abdA Ubx Antp Scr Did A11 A10 a A7 A6 a5 A4 A3 a2 A1 Chromosome 6 FEET EFIE RNF B9 B8 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 Chromosome 11 C13 C12 C11 C10 C9 C8 C6 C5 C4 Chromosome 15 THAR bo EE be LI LA al HA e des exp riences de transgen se intersp cifique ont t r alis es avec succ s o la substitution du g ne lab mut chez la Drosophile mutation qui entra ne la formation d une t te tr s petite par le g ne Hox B1 de Poulet restaure la morphogen se normale de la t te de Mouche o l insertion du g ne Hox B9 de Souris chez la Drosophile entra ne la transformation des antennes en pattes thoraciques o d une mani re g n rale un g ne hom otique de Vert br poss de son homologue chez les Insectes ins r par transgen se
375. t les s quences nucl iques strictement codantes des all les du g ne ABO de chacun des membres de la famille 2 g notype de Paul A B de Pascale O O de Roland B O de Magali A 0O de B r nice B O G notypes famille2 FUT1 qui charge le fichier Fam 2Futl edi affichant les s quences nucl iques strictement codantes des all les du g ne Fut1 de chacun des membres de la famille 2 g notype de Paul h h de Pascale H h de Roland h h de Magali H h de B r nice H h Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes groupes sanguins permet d acc der Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 2 qui charge le fichier Famille2ABO bmp affichant l arbre g n alogique de la famille 2 avec indication des ph notypes groupes sanguins Le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype groupes sanguins permet de charger le fichier biosyntheseA B bmp affichant la cha ne de biosynth se des marqueurs A et B L tude de cette famille permet de d couvrir un aspect de la complexit des relations g notype ph notype un ph notype peut d pendre de l expression de plusieurs g nes Il s agit de mettre l l ve en situation de d couverte du probl me Paul Pascale O A B groupes sanguins d termin s l aide de s rums tests r v lateurs des
376. t r alis es 89 ANAG NE Pistes d exploitation p dagogique des donn es fournies L exploitation des donn es fournies permet d aborder les notions suivantes le ph notype peut se d finir plusieurs niveaux le g notype d termine le ph notype mol culaire lui m me responsable du ph notype cellulaire et clinique plusieurs g notypes peuvent correspondre au m me ph notype il existe des relations de dominance r cessivit entre les all les d un g ne des facteurs de l environnement peuvent avoir une influence sur le ph notype Des donn es compl mentaires sont disponibles sur le site Biotic de l INRP notamment en ce qui concerne la th rapie g nique D autre part il est noter que les donn es fournies ici peuvent aussi tre utilis es dans le cadre de l tude du polymorphisme g nique La diversit des ph notypes et les relations g notype ph notype Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Relations g notype ph notype diff rents niveaux d organisation du vivant Le ph notype xeroderma permet d acc der aux fichiers phenoxeroderma bmp qui affiche un texte de pr sentation du ph notype x rodermique et des g nes mis en cause ADNanormal bmp qui pr sente une visualisation 3D obtenue avec le logiciel RasTop fichier ADNIese pdb d un fragment d ADN alt r par des UV formation d un dim re entre deux bases pyrimidiques adjacentes ce qui provoque une d f
377. t suivant F Comparaison simple 80 100 110 120 130 BERERA ERER ISAS ROSE HOR MLLE E ANRT FAEN BEENS ERAN EREE EE BSE SRA ADE 2 llele1 adn g O CAACATTARGACGGTAATACTAGATGCTGARAATTCTCCTGCCAAACARATAAGCAACT BDE Zaza fe es Rappel attention avec Anag ne un seul brin est pris en compte le brin non transcrit Dans ce cas on constate qu un seul changement d un nucl otide modifie l information cod e par le g ne La composition des deux all les en nucl otides tant quasiment la m me cela conforte l id e que l information g n tique r side dans la s quence des nucl otides du g ne Taille des Levures Schizosaccharomyces pombe et variabilit du g ne cdc2 Informations scientifiques Des informations concernant la Levure Schizosaccharomyces pombe ses caract ristiques ses conditions de culture sont disponibles sur le site de Didier Pol http www didier pol net 4pombe htm Des documents et donn es compl mentaires sur le g ne CDC2 se trouvent dans le dossier CDC2 de terminale La Levure Schizosaccharomyces pombe La Levure S pombe se caract rise par ses cellules allong es et cylindriques Son g nome a t enti rement s quent et il comprend 4 824 g nes Cette Levure aussi appel e Levure fissipare ne se multiplie pas par t bourgeonnement mais par fission transversale 10 microm tres f Plusieurs g nes contr lent le cycle cellulaire notamment le g ne
378. t un cancer un ge pr coce En outre l arbre sugg re une transmission h r ditaire Ces caract ristiques observation d un sarcome chez un sujet atteint de moins de 45 ans apparent au premier degr une personne ayant eu un cancer de n importe quel type avant 45 ans ou au deuxi me degr une personne ayant eu un cancer ou un sarcome moins de 45 ans d finissent le syndrome de Li Fraumeni 1 E O amp Comparaison simple apaga m femme ayant eu un cancer du sein 30 ans cc LiFrau all le1 of0 on ayant eu un sarcome 8ans p E se cc LiFrau all le 2 al G O O individu ne souffrant pas de cancer Famille 1 d apr s Science Novembre 1992 dans les s quences cn d signe les cellules normales cc les cellules canc reuses La comparaison des all les du g ne p53 pr sents dans les cellules canc reuses et dans les cellules normales des personnes atteintes de cancer 112 et III2 LiFrau edi avec l all le P53 de r f rence montre que toutes les cellules poss dent deux all les diff rents un all le normal et un all le mut L l ve doit en conclure que la cellule uf l origine de l organisme poss dait galement un all le normal et un all le mut 41 ANAG NE 740 750 7 AN EN RS EEUN S PR ES raitement 1 cn all le 1 1 cn all le 2 2 cn all le 1 2 cn all
379. tations et au polymorphisme g nique La traduction de ces s quences et la comparaison des s quences prot iques obtenues peuvent permettre de discuter des effets des mutations sur le ph notype mol culaire biochimique et clinique La comparaison des autres all les avec l all le M 1 permet de d finir un certain nombre de mutations substitutions faux sens substitutions non sens d l tions Cette s rie d all les permet d introduire la notion de filiation entre all les un all le b appara t par mutation d un all le existant a dans la lign e germinale d un individu Il se r pand par la suite plus ou moins dans la population En mutant chez un autre individu il 136 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S est l origine d un nouvel all le c Bien entendu les l ves doivent saisir que les all les a et b persistent dans la population Les all les b et c ont en commun la premi re mutation qui les diff rencie de l all le a L all le c poss de en plus la mutation qui lui est propre Cela fournit la base de raisonnement que traduit le document sur la filiation entre les all les de l alpha antitrypsine La filiation propos e suppose qu il n y avait qu un seul all le de ce g ne dans les premi res populations humaines Si cela est semble t il exact pour le g ne de l alpha antitrypsine ce n est pas vrai pour tous les g nes Ainsi il est
380. teindre Mutants hom otiques de Drosophile qui charge le fichier phenotypeshomeo jpg pr sentant la description des ph notypes de mutants hom otiques permet de comprendre l action des g nes hom otiques Ces mutations entra nent la formation d un organe parfaitement constitu mais pas au bon endroit Les g nes hom otiques sont donc des g nes qui vont intervenir au cours du d veloppement embryonnaire pour permettre la mise en place des diff rents organes Ils sont responsables de l dification du plan d organisation de l organisme Localisation chromosomique qui charge le fichier chromosomeshomeo jpg affichant la disposition des g nes sur les chromosomes et permettant de faire plusieurs constats les g nes sont organis s en complexes un complexe de g nes dispos s en deux groupes appel s parfois complexes antennapedia et bithorax situ s sur le m me chromosome chez la Drosophile et quatre complexes situ s sur des chromosomes diff rents chez la Souris la disposition des g nes sur les chromosomes correspond la disposition des r gions d expression de ces g nes dans l organisme il y a une correspondance qui a pu tre tablie entre les g nes de la Drosophile et les g nes de la Souris ces correspondances sont indiqu es par les couleurs Exp rience de transgen se qui charge le fichier transgenese bmbp ces exp riences de transgen se r ussies sont un argument suppl mentaire en faveur de l homologie de
381. th mes d tude enregistr s en d autres lieux sur diff rents supports informatiques disquette disque dur etc et galement de fichiers HTML Il est noter que la lecture des animations et vid os num riques n est possible que si les pilotes correspondants sont correctement install s Quant aux programmes externes extension de type exe ou com ainsi associ s Anag ne il est possible de les ex cuter la condition que la m moire vive du micro ordinateur soit suffisante Si des param tres voire des fichiers sont passer au programme externe il est n cessaire de les d clarer dans la ligne de commande accessible par le menu dition Cette ligne d dition n appara t que lorsque la barre de titre du programme externe r v le par sa couleur que la fen tre est activ e Le lancement d un programme externe par exemple la calculatrice de Windows pr sent e dans la copie d cran page 17 s obtient par un clic de la souris point e sur le bouton intitul Ex cuter le programme externe Le retour dans Anag ne s obtient en quittant le programme externe selon la proc dure qui lui est propre Plusieurs programmes peuvent ainsi tre associ s Anag ne et ils peuvent tre galement r pertori s dans la banque de programmes et documents propres l utilisateur 15 ANAG NE La banque de s quences Destin e en priorit l enseignant cette banque comporte toutes les s quences utilis es pour la constitution de t
382. tides codon stop les g nes sont s par s par 12N correspondant des s quences non codantes cette s quence A2B2R repr sente donc quatre ensembles A2B2 dispos s la suite les uns des autres et s par s par des s quences non codantes repr sent es par 12N une s quence de 12N s parant galement les g nes A2 et B2 dans chaque ensemble A2B2 Comparaison des s quences B1 et B1R pr sentes respectivement chez les Moustiques sensibles et r sistants Chez le Moustique r sistant g nome BIR on constate l existence de plusieurs exemplaires huit dans les s quences fournies du g ne B1 dispos s en tandem tous identiques entre eux ce qui peut s interpr ter par un ph nom ne de duplication g nique du g ne B1 non encore suivi de mutation 174 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Comparaison des s quences A2B2 et A2B2R pr sentes respectivement chez les Moustiques sensibles et r sistants Chez le Moustique r sistant g nome A2B2R on constate l existence de plusieurs exemplaires quatre dans les s quences fournies de l ensemble A2B2 tous identiques entre eux ce qui peut s interpr ter par un ph nom ne de duplication g nique de l ensemble A2B2 Remarques Il existe deux fa ons de comparer les s quences propos es avec le logiciel Anag ne e utilisation de la fonctionnalit Comparaison simple de s quences Pour comparer des s quences de longueur diff rente et met
383. tion il y a 150 000 ans environ Elle se serait ensuite r pandue dans toutes les r gions du monde sans se m tisser avec les populations d Homo sapiens archa ques d j pr sentes Ces Homo sapiens sapiens auraient contribu par des m canismes mal lucid s la disparition des Homo sapiens archa ques des neandertaliens en Europe Aujourd hui il y a un accord assez g n ral pour dire que la premi re hypoth se celle du cand labre ne s applique pas l Europe En effet on ne conna t pas de fossiles d Homo permettant d asseoir l hypoth se d une transformation graduelle de l Homme de Neandertal en Homo sapiens Toutefois au Proche Orient les populations de neandertaliens ont cohabit pendant plus de 50 000 ans avec celles des premier Homo sapiens en Europe la cohabitation a dur plus de 10 000 ans de 40 000 ans 29 000 ans environ date de disparition des derniers neandertaliens Au cours de cette p riode de cohabitation on ne peut exclure des possibilit s de m tissage entre les Hommes de Cro Magnon et les Hommes de Neandertal Si tel est le cas l Homme de Neandertal appartiendrait la m me esp ce que l Homme actuel et devrait s appeler Homo sapiens neandertalensis En revanche s il n y a pas eu hybridation l Homme de Neandertal serait une esp ce diff rente de celle de Homo sapiens et m riterait le nom de Homo neandertalensis Dans ce cas les neandertaliens repr senteraient un cul de sac volutif puisque
384. tion de d couverte du probl me Famille 2 Raymond Suzette Aline Alain Georgette Pierre Gar on atteint de ph nylc tonurie Gar on non malade Fille atteinte de Fille non malade A ph nylc tonurie La comparaison des all les du g ne PAH de chaque individu avec les all les de r f rence de la PAH permet de d terminer le g notype de chacun le g notype de Raymond Alain et Georgette est PheMut95 PheMut95 celui de Suzette Aline et Pierre est PheNorm PheMut95 Si l on s en tenait au fait que le ph notype ph nylc tonurique ne d pende que du seul g ne de la PAH et que l all le PheMut95 est r cessif par rapport PheNorm il y a une incoh rence pour Suzette poss dant un all le 66 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES PheNorm elle ne devrait pas tre malade Il faut donc imaginer que le ph notype ph nylc tonurique ne d pend pas que du g ne de la PAH Des renseignements compl mentaires sont alors fournis concernant le fonctionnement de la PAH BH4 bmp n cessit d un cofacteur le BH4 qui doit tre en permanence recycl et synth tis Cette synth se recyclage du BH4 n cessite plusieurs r actions chimiques catalys es chacune par une enzyme diff rente cod e chacune par un g ne diff rent Il peut donc y avoir plusieurs origines la non transformation de la ph nylalanine en tyrosine inactivit de l enzyme PAH ma s aussi manque de cofacte
385. tions scientifiques Les caract ristiques d un ph notype ph nylc tonurique Ph notypes clinique et biochimique La ph nylc tonurie est toujours caract ris e par une augmentation de la concentration plasmatique en ph nylalanine hyperph nylalanin mie Le test de Guthrie permet de d pister une hyperph nylalanin mie la naissance Ce test consiste d poser un papier filtre imbib d une goutte de sang du nourrisson sur une culture de Bacillus dont la croissance est inhib e par manque de ph nylalanine selon l intensit de la croissance bact rienne on estimera s il y a hyperph nylalanin mie qui sera alors confirm e par dosage sanguin La ph nylalanine est un acide amin indispensable apport par l alimentation et les besoins quotidiens sont de 200 500 mg Sa concentration physiologique moyenne est de l ordre de 60 imoles 1 de plasma Avec une alimentation courante environ un quart de la ph nylalanine est incorpor e dans les prot ines et le reste est m tabolis par les cellules h patiques sous l action d une enzyme h patique la PAH ph nylalanine hydroxylase il est m tabolis en tyrosine adr naline et m lanine L exc s de ph nylalanine tant toxique son accumulation dans le plasma et dans le milieu intrac r bral entra ne une arri ration psychique et des troubles caract riels le retard mental tant tr s s v re si le malade n est pas pris en charge d s la naissance Le poids du
386. tre ainsi conserv es tout en laissant la possibilit d tudier leurs effets ph notypiques 37 ANAG NE e mutation cdc2 3w ou wee elle a pour effet la production pr coce d un signal d entr e en mitose Il y a donc division pr matur e et les cellules sont beaucoup plus petites que la normale wee signifie petit en cossais S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le d veloppement de l arborescence Variabilit de l information g n tique permet d atteindre Ph notypes taille des Levures G ne CDC2 qui charge le fichier alleles cdc2 seconde edi affichant trois s quences cdc2sac S adn cdc2sac TS adn et cdc2sac DP adn Documents fournis Dans la banque de documents le d veloppement de l arborescence Variabilit de l information g n tique permet d atteindre Ph notypes taille des Levures G ne CDC2 pour charger les fichiers SP division souche sauvage bmp et SP tailles 3souches bmp Pistes d exploitation p dagogique des donn es et documents fournis Les documents fournis permettent de mettre en vidence les diff rences ph notypiques en ce qui concerne la taille des trois souches A B et C la souche A est une souche sauvage la souche B est thermosensible et ne se divise pas 35 la souche C se divise pr matur ment une taille de 7 microns Le document SP division souche sauvage bmp est un document de r f rence relatif la souche A qu
387. tre en vidence la r p tition du g ne l identique il faut pouvoir d caler la s quence la plus courte de fa on la comparer diff rentes zones de la s quence la plus longue on peut proc der de la fa on suivante o demander une comparaison simple en s lectionnant en premier le g nome le plus court o rep rer dans le g nome form de plusieurs g nes la s quence de NNNN qui s pare deux g nes et noter la position laquelle se finit cette s quence non codante exemple 84 o inscrire en face du nom de la premi re s quence la place du 0 le num ro relev pr c demment 84 et valider d calage de la premi re s quence de 84 acides amin s s quences similaires 140 160 ET 100 000 ae ERA Le D OT Wo A NES D Ge EI RCE Con CS On PQ SN feee c peano Yos aeta peec ge LEE PA OL Jee fouce CH gt g neBall let g t ATGAGTTTGGAAAGCTTAACCGTTCAGACCAAATACGGCCCGGTCCGGGGCAAACGGAACGTATCGTTGTG NNNNNNNNNI S lection 0 3 lignes e utilisation de la fonctionnalit DotPlot o s lectionner les deux s quences comparer et demander le Dot Plot o l affichage permet de constater que la s quence B all le 1 se retrouve l identique huit fois dans B1R s quence BIR en abcisse curseur uU taille de la fen tre de comparaison rad chaque diagonale rouge indique une similitude E de s quences tr s important
388. u g ne OCA2 Famille5 albinos 1 pour acc der G notype tyrosinase qui charge le fichier AllelesTyrFamille5 edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne de la tyrosinase de chacun des membres de la famille 5 et all les de r f rence pr sents dans la famille Tyrcod1 Tyrcod2 TyrAlbA3 TyrAIbA4 Les g notypes des individus sont les suivants I 1 I 2 IN 1 et II 2 sont tyrcod1 tyrA bA3 I 3 I 4 II 1 113 et II 4 sont tyrcod1 tyrcod1 II 2 est tyrAIbA3 tyrA bA3 G notype OCA2 qui charge le fichier AllelesOCA2Famille5 edi affichant les s quences strictement codantes des all les du g ne OCA2 de chacun des membres de la famille 5 et all les de r f rence pr sents dans la famille CA2Norm et OCA2m3 Les g notypes des individus sont les suivants I 1 I 2 II 1 II 2 sont OCA2 norm OCA2 norm I 3 I 4 II 4 M 1 II 2 sont OCA2 norm OCA2 m3 II 3 est OCA2 m3 OCA2 m3 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Des d buts de la g n tique aux enjeux actuels des biotechnologies Diagnostic g n tique permet d atteindre Albinisme pour charger les fichiers arbre5 bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 5 electrophoreseSau3a bmp qui montre la comparaison des lectrophor ses pour l all le OCA2m3 et les autres all les du g ne OCA apr s action de l enzyme de restriction Sau3a electrophoreseXbal bmp qui montre la comparaison des
389. ue Crocodile Alligator Caiman deux Oiseaux Poule Canard et un Batracien Triton Divers alpha globines qui charge le fichier alphaglobinetotal edi affichant les s quences prot iques de l alpha globine chez de nombreux Vert br s appartenant des dasses diff rentes Mammif res Homme Bonobo Gorille Panda Dauphin Rorqual Chien Otarie B uf Yack Lama Souris Oiseaux Manchot Poule Canard Reptiles Ch loniens Tortue g ante L pidosauriens Cobra Vip re Liophis Iguane Crocodiliens Crocodile Alligator Caiman Poissons Ost ichtyens Poisson z bre Thon Poissons Chondrichtyens Raie Divers b ta globines qui charge le fichier betaglobinetotal edi affichant les s quences prot iques de la b ta globine chez de nombreux Vert br s appartenant des classes diff rentes Mammif res Homme Chimpanz Gorille Lemur Rorqual Dauphin Chien Panda Oiseaux Poule Canard Cormoran Reptiles L pidosauriens Liophis Varan Crocodiliens Crocodile Alligator Ca man Ch lonien Tortue carette Amphibiens Triton Crapaud X nope Poissons Ost ichtyens Poisson rouge Thon Poissons Chondrichtyens Raie 128 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE TERMINALE S RIE S Relations de parent au sein des Primates G ne de l opsine Informations scientifiques La r tine humaine est un tissu nerveux qui renferme notamment des cellules photor ceptrices de deux types les c nes et les b
390. une mani re g n rale un g ne hom otique de Vert br poss de son homologue chez les Insectes ins r par transgen se intersp cifique dans le g nome de la Drosophile le g ne hom otique de la Souris ou de l Homme induit des transformations hom otiques semblables celles produites par son homologue e la comparaison de tous les g nes hom otiques pr sents chez les Arthropodes et les Vert br s met en vidence une grande similitude au niveau de l hom obo te Cette similitude de s quence permet de dire que tous ces g nes sont homologues c est dire qu ils ont une origine commune ils forment donc une famille multig nique Tous ces g nes se sont form s partir d un m me g ne ancestral par duplications g niques suivies de mutations Domaine B4 Domaine B7 Domaine Dfd Domaine Ubx Homme Homme Drosophile Drosophile Domaine B4 Homme 100 Domaine B7 Homme 83 3 100 Domaine Dfd Drosophile 88 3 83 3 100 Domaine Ubx Drosophile 75 90 73 3 100 Tableaux des identit s en entre plusieurs hom odomaines de g nes hom otiques de Vert br s et d Arthropodes valeurs obtenues l aide d un alignement r alis avec le logiciel Anag ne Le fait qu il y ait plus de similitudes entre les g nes Hoxb4 de l Homme et Dfd de la Drosophile qu entre les g nes HoxB4 et HoxB7 indique que la duplication l origine de B4 et B7 est ant rieure la s paration des lign es des Insectes et des Vert
391. une portion color e des deux s quences est affich e Cette portion est d termin e par la position courante du r ticule CGGTCAACTTCAAGGTGAG GGTCARCTICAAGETCCTA La couleur rouge est affect e aux symboles superpos s identiques d une s quence l autre la couleur noire aux l ments diff rents et la couleur bleue la position courante du r ticule les l ments peuvent y tre identiques ou diff rents La longueur du trait horizontal situ sous les s quences correspond la taille de la fen tre de calcul Dans le cas de s quences prot iques c est le code 1 lettre qui est utilis pour d signer les diff rents acides amin s Il est possible de modifier la position du r ticule e _encliquant directement dans la matrice e en utilisant les fl ches de direction du clavier e _encliquant sur les boutons de d placement 27 ANAG NE Il est possible de d placer la matrice dans la fen tre de visualisation e en utilisant les barres de d placement situ es droite et au dessous de la fen tre de visualisation e encliquant sur les boutons de d placement apr s avoir cliqu sur le bouton central il s affiche maintenant en noir Il est possible de faire varier la portion de matrice affich e dans la fen tre de visualisation en modifiant l chelle par d placement du curseur Optimiser la recherche des similarit s Diverses actions de filtration permettent de modifier notablement l affichage du gra
392. une prot ine P non fonctionnelle All les famille OCA2 qui charge le fichier AllelesOCA2Famille2 edi affichant les all les du g ne OCA2 que poss dent les individus de la famille 2 et les deux all les de r f rence pr sents dans cette famille OCA2 normal et OCA2 m1 Les g notypes des individus sont les suivants 11 I 2 II 1 II 2 et II 5 sont OCA2 norm OCA2 norm I 3 14 113 Il 4 M1 M 2 NI 3 sont OCA2 norm OCA2 m1 II 3 est OCA2 m1 OCA2 m1 Documents fournis Dans la banque de documents le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes albinos permet d acc der Plusieurs g notypes pour un m me ph notype Famille 2 pour charger les fichiers arbreTyr2 bmp qui pr sente l arbre g n alogique de la famille 2 avec indications du ph notype clinique pr cis des individus albinos Dans cette famille ce sont les all les tyralb A3 et tyralb A4 qui sont responsables de l albinisme OCAT_2 bmp qui affiche un texte de pr sentation du ph notype clinique des albinismes oculo cutan de type 1 et 2 de plus est pr sent e la description du test du bulbe pileux proteine P bmp qui affiche un texte introduisant le r le de la prot ine P impliqu e dans l albinisme OCA2 pigmentation bmp qui affiche un texte d crivant l origine de la pigmentation de la peau 81 ANAG NE L tude de la famille 2 permet de mettre en vidence le fait que plusieurs g
393. ur BH4 par d ficience d une des enzymes n cessaires sa synth se Un travail peut tre effectu sur les all les du g ne DHPR et les prot ines correspondantes pour discuter comme il a t fait pour la PAH des relations entre g notype ph notype mol culaire ph notype clinique Les mutations pr sentes dans les all les entra nent des modifications de la s quence d acides amin s de la prot ine DHPR responsables de l inactivit de l enzyme et d un ph notype ph nylc tonurique 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 a E E T a EEE Traitement 4 DHPRNorm adn 4 CAATGCCAAATCCAAGTCTCTCTTTAAGAACTGTGACCTGATGTGGAAGCAGAGCATATGGACATCGACCATCTCCAGCCATCTGGCTACCAAGCATCTCAA DHPRMut adn oo A GTCTCTCT A GA CTGTGAC TGATGTG A GCAGAGCATATG ACATCGAC ATCTC AGC ATCTG CTAC A GCATCTCA G DHPRMutz adn 4e Lo GC EU A CA G ATCT Traitement 4 Pro DHPRNorm adn G N A K SK SL F K N C D L HW K Q S I WT S T I S S H L A K H L Pro DHPRMutl adn 4 a ml LL S E T U T Pro DHPRMut2 adn a EE SE Sn er Gt See ES ee ee Pro DHPRMut3 adn R n e S e e e S O e R E E O S S e S e LS a a T K H v S lection 0 10 lignes 4 gt iden s DHPRNorm adn DHPRMut3adn R sultat d un alignement avec discontinuit entre les all les DHPRNorm et DHPRMut 3 L all le DHPRMutl diff re de all le DHPR
394. us met en vidence ce point de collage HBS 2 cha nes alpha et 2 cha nes b ta S Valine 6 HBS 2 cha nes alpha et 2 cha nes b ta S Dim re HBS HBS Les dim res HbS HbS s assemblent pour former des brins les brins s associent en fibres responsables de la d formation des h maties Formation e dim res G 3 po HES HES _dr panocytaire d form e par les fibres assemblage Les birins s assemblent pour MS m former des fibres Cette falciformation est due la formation de fibres d h moglobine S de 1 15 pm de longueur ph nom ne favoris par la d soxyg nation En effet la d soxyh moglobine S pr sente une propri t naturelle de polym risation si elle est en solution concentr e ce qui est le cas dans les h maties le retour de HbS l tat oxyg n provoque la dissociation des polym res Le d terminisme g n tique de la dr panocytose La dr panocytose est une maladie autosomale r cessive due une mutation unique du g ne de la b ta globine situ sur le chromosome 11 Il s agit d une mutation par substitution le nucl otide A est remplac par un nucl otide T en position 17 le 6 codon GAG devient alors GTG Le g ne b ta tant tr s polymorphe on conna t plusieurs g notypes dr panocytaires dont trois pr dominent HbS HbS 70 HbS HbC 25 HbS Hb thalass mie 5 Si dans le g notype d un individu 52 SUGGESTIONS P
395. v g tales La cha ne de synth se des gibb rellines et la s quence d un g ne impliqu dans la gen se du ph notype nain sont connues En outre chez les plantes en rosette comme l pinard c est un facteur de l environnement la longueur de la photop riode qui d clenche l expression des g nes de cette cha ne de biosynth se Cet exemple enrichit ainsi la perception de la complexit des relations g notype ph notype environnement puisqu il sensibilise l id e que les facteurs d environnement peuvent agir directement sur l expression des g nes L orientation majeure de l tude de la physiologie nerveuse en premi re S est la plasticit c r brale c est dire la perception de la modulation de l organisation c r brale par les facteurs de l environnement N anmoins ceux ci agissent sur un cerveau dont la construction est r gie par des milliers de g nes Ce d terminisme g n tique peut tre abord partir des mutants c r belleux Sur tous ces exemples des informations compl mentaires sont disponibles sur le site Biotic de l INRP http www inrp fr Acces biotic gpe accueil htm 50 SUGGESTIONS P DAGOGIQUES CLASSE DE PREMI RE S RIES L ET ES G NOTYPE PH NOTYPE ENVIRONNEMENT Les ph notypes dr panocytaires Informations scientifiques Le ph notype clinique La maladie se traduit par une an mie et une fatigue permanente et par la survenue de crises dr panocytaires plus ou moins
396. xit des relations entre g nes ph notype et environnement La mise en vidence de la complexit des relations g notype ph notype peut tre abord e partir de l exemple des trois familles propos es Pour chaque famille sont mises disposition les donn es suivantes e un arbre qui n est l que pour pr ciser le ph notype des membres d une famille donn e et non pour initier un raisonnement en fonction des lois de l h r dit e les s quences des deux all les de la PAH que poss dent tous ou certains membres de la famille e les s quences des all les PAH de r f rence all le PheNorm et les deux all les mut s pr sents dans l une ou l autre des familles PheMut95 et PheMut111 tude de la famille 1 S quences et documents Fichiers des s quences Dans la banque de th mes d tude le chemin Complexit des relations g notype ph notype environnement Les ph notypes ph nylc tonuriques permet gr ce au d veloppement de l arborescence Ph nylc tonuries PAH DHPR d acc der R f rences PAH ADN qui charge le fichier RefPAH ADN edi affichant des s quences strictement codantes de trois all les de la PAH all le PheNorm codant pour une enzyme PAH fonctionnelle all les Mut95 et Mut111 codant pour des enzymes PAH non fonctionnelles Ces all les ont t choisis car ce sont ceux qui sont pr sents dans les familles tudi es Famille1 G notypes famillel PAH qui charge le fichier allfam1PA
397. ynth se des gibb rellines Le ph notype nain qui se traduit par un port en rosette semble donc d une croissance tr s limit e des entren uds Des hormones comme les gibb rellines mais aussi un facteur de l environnement la photop riode semblent contr ler cette croissance Les gibb rellines Les gibb rellines sont produites dans les parties terminales des jeunes plantes sauf dans les m rist mes les p tioles les jeunes feuilles Elles agissent notamment sur les cellules des entren uds en stimulant l longation cellulaire Elles stimulent aussi la multiplication cellulaire au niveau des m rist mes intercalaires On conna t plus de cent gibb rellines diff rentes qui sont toutes des diterp nes Mais toutes n ont pas la m me activit et la m me efficacit Le document ci dessous pr sente les cha nes de biosynth se des gibb rellines chaque r action est catalys e par une enzyme an T GA GAz4 GA24 GA37 L d d E Ne 20 h GAs GAs L e Z d Seule la gibb relline GA1 est active Les gibb rellines GA8 GA29 et GA34 r sultent de la d gradation de leurs pr curseurs 103 ANAG NE On peut valuer par une technique de chromatographie apr s marquage la quantit de quelques unes des gibb rellines dans une plante On peut ainsi comparer les gibb rellines pr sentes chez une plante de ph notype normal a et chez une plante de ph notype nain b Les r sultats de ces chromat
398. ype clinique Ph notype cellulaire Ph notype mol culaire Synth se normale Peau cheveux poils et y ue Enzyme tyrosinase de m lanine iris normalement color s 7 fonctionnelle dans les m lanocytes Individu sain Peau tr s claire cheveux Tr s peu de synth se Enzyme tyrosinase Individu albinos et poils blancs de m lanine non fonctionnelle iris non color dans les m lanocytes ou activit tr s r duite Lorsque la tyrosinase est non fonctionnelle la synth se de m lanine n a pas lieu dans les m lanocytes et la peau reste donc tr s claire La mise en relation de la comparaison des all les du g ne de la tyrosinase avec celles des prot ines correspondantes permet de discuter des relations g notype ph notype certaines mutations bien qu entra nant une modification de la s quence d acides amin s de la prot ine ne modifient pas son activit tyrcod1 et tyrcod2 codent pour des prot ines fonctionnelles certaines mutations entra nant une modification de la s quence d acides amin s de la prot ine ont pour cons quence une diminution de l activit enzymatique tyralb B1 ou une suppression de l activit enzymatique tyralb A1 tyralb A4 tyralb A5 ou encore une activit d pendante de la temp rature tyralb S d autres mutations entra nent l apparition d un codon stop pr coce responsable de la synth se d une cha ne prot ique plus courte et donc d une enzyme no

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