La réplication de l'ADN
Eclairage
Rien de nouveau par rapport au programme précédent sinon qu’on insiste davantage sur la notion de clone qui sera reprise en terminale (toujours l’enseignement spiralaire).
Ressources
1 - Pour motiver l'étude des mécanismes de réplication de l'ADN on peut dans un premier temps sensibiliser à la notion de réplication.
Nous proposons les séquences suivantes :
- portion de séquence d’une molécule d’ADN d’un chromosome (11A) en phase G1 ;
- même portion pour les 2 chromatides en phase G2 ;
- même portion dans le chromosome homologue (11B) en phase G1 et G2 ;
- portion de la séquence de la molécule d’ADN du chromosome (13) . Chromatides en phase G1 et G2.
Fichier pour Anagène: Chromosomes et chromatides-Bis.edi
Source : http://cyberbridge.mcb.harvard.edu/mitosis_4.html
Exploitation pédagogique
Avec l'étude de la mitose, les élèves ont vu une partie du cycle cellulaire, celle qui assure la permanence du caryotype dans toutes les cellules de l'organisme. Cette étude aura permis l'introduction du terme de chromatide. Il reste à aborder maintenant ce qui se passe durant l'interphase, c'est-à-dire la réplication de l'ADN qui permet de préciser que les cellules résultant d'une division cellulaire ont non seulement le même caryotype, mais aussi les mêmes molécules d'ADN et donc la même information génétique.
Une des difficultés rencontrée par les élèves réside dans perception des relations entre ADN et chromatides ainsi que celles entre chromatides et chromosomes homologues.
Les séquences fournies permettent de faire le point sur ces relations et d'éclairer sur le sens de l'étude de la réplication de l'ADN.
L'illustration fournie plus haut a pour objectif de montrer que chaque chromosome est simple en début d'interphase phase G1, et double en phase G2. Pour rendre cela visible, les chromosomes sont représentés condensés alors qu'ils sont décondensés durant l'interphase. La couleur visualise la notion de chromosome homologue.
La structure de l'ADN a été étudiée en seconde notamment le fait qu'il est formé de deux brins complémentaires. L'analyse de la séquence d'ADN en phase G1 permet de rappeler cette structure.
Le chromosome en phase G1 contient donc une molécule d'ADN. La comparaison des séquences de l'ADN contenu dans chaque chromatide en phase G2 avec l'ADN en phase G1 permet de conclure que les molécules des 2 chromatides en phase G2 sont identiques entre elles et avec celle en phase G1.
Donc, passer de la phase G1 à la phase G2 implique une réplication de la copie d'ADN.
Retenir qu'une chromatide contient une molécule d'ADN double brin et qu'une chromatide est l'équivalent d'un chromosome simple.
Par la suite, pour le traitement des séquences on ne représentera la molécule d'ADN que sous la forme de l'un des brins.
On aboutit aux mêmes conclusions avec les séquences du chromosome 11 homologue et des séquences du chromosome 13. Ainsi donc, la réplication porte sur l'ensemble des molécules d'ADN du génome.
Les exemples fournis permettent aussi de différencier les séquences des chromatides d'un chromosome de celles des chromatides du chromosome homologue.
La comparaison des molécules d'ADN de chromatides appartenant à des chromosomes homologues montre un petit nombre de différences. La comparaison des séquences ADN appartenant à 2 chromosomes différents (donc non homologues) montre un grand nombre de différences.
2 - En conclusion de l'étude de la réplication de l'ADN, le programme indique dans les connaissances : " La succession de mitoses produit un ensemble de cellules toutes génétiquement identiques, que l'on appelle un clone."
L'organisme formerait-il un clone ? Comment expliquer alors l'existence de plusieurs types cellulaires spécialisés ? Les cellules perdraient-elles au cours de leur spécialisation des gènes qui ne sont pas en rapport avec celle-ci ? La spécialisation serait-elle en rapport avec les gènes gardés par la cellule ?
Pour répondre à ces questions on peut examiner le gène qui détermine, chez les seules cellules endocrines du pancréas, la production d'insuline.
Lien vers les ressources
Localisation des ressources dans Anagène
Cet exemple faisait partie du précédent programme de première.
