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programme de seconde
(Démarche proposée par Jacques Barrère, Lycée P.L. Courier, Tours)
La démarche proposée consiste à :
- explorer la structure tridimensionnelle de molécules d'ADN appartenant à différents organismes afin d'établir l'universalité de sa structure,
- rechercher la composante variable, c'est à dire la séquence des bases le long des brins.
- mettre en relation la séquence des bases avec l'information génétique.
- en ligne avec votre navigateur, s'il est configuré pour pouvoir utiliser Chime (sur Biogéo, présentation, téléchargement et installation de Chime),
- en utilisant le logiciel Rasmol (sur Biogéo, présentation, téléchargement et installation de Rasmol) et les données (molécules d'ADN au format pdb) présentées dans la rubrique ressources et téléchargeables.
Préliminaire : il est important de faire prendre conscience de la taille des objets moléculaires que l'on va manipuler, pour cela :
- réaliser l'observation microscopique d'un épiderme de bulbe d'oignon coloré au vert de méthyle, évaluer la taille de la cellule végétale, évaluer la taille du noyau,
- extraire l'ADN de cet épiderme et découvrir sa structure filamenteuse,
- présenter une molécule d'ADN en 3D en précisant qu'il s'agit d'un court fragment du filament extrait précédemment.
- réaliser l'observation microscopique d'un méristème de racine,
- évaluer la taille des cellules, des noyaux, des chromosomes,
- présenter une électronographie d'un chromosome traité par une protéase,
- découvrir la présence d'un long filament d'ADN,
- présenter une molécule d'ADN en 3D en précisant qu'il s'agit d'un court frament du filament précédent.
La banque de données comprend des molécules appartenant à différents organismes : compte-tenu de la richesse de la banque de données, il est possible de diversifier les études au sein du groupe classe.
Lors de l'exploration de la molécule d'ADN :
| on peut ... | pour découvrir que ... |
| colorer la molécule par chaines ou isoler une chaîne | la molécule d'ADN est constituée de deux chaînes enroulées en hélice |
| colorer la molécule par nucléotides
enchaîner les nucléotides |
l'ADN est un polymère linéaire composé de quatre monomères différents: on repère l'existence de 4 nucléotides A, T, C et G |
| repérer la présence d'un squelette désoxyribose phosphate d'une part, des bases azotées d'autre part | les deux squelettes désoxyribophosphate déterminent le
pourtour de la molécule
les bases azotées sont dirigées vers le centre de la molécule |
L'exploration de la molécule peut se faire en activant des scripts : (les boutons ci-dessous ne sont pas actifs, il s'agit d'une copie d'écran)
Rechercher la composante variable, la
séquence des bases de l'ADN :
On propose d'identifier la séquence des nucléotides de différents échantillons d'ADN humains afin de découvrir que l'ordre des bases est une composante variable de l'ADN :
Lors de l'exploration de la séquence de la molécule d'ADN
:
| on peut ... | pour découvrir que ... |
| repérer les éléments structuraux | la succession des déoxyribose-phosphates le long des deux brins
est monotone,
la composante variable de l'ADN c'est la séquence des bases le long des brins. |
| enchainer les nucléotides | l'ADN est un polymère linéaire composé de quatre monomères différents: on repère l'existence de 4 nucléotides A, T, C et G |
| repérer les nucléotides à partir de leur position dans la séquence | lire la séquence des nucléotides
découvrir des paires de bases complémentaires : l’Adénine-Thymine (A/T) et Cytosine-Guanine (C/G) considérer que l’information au niveau de cette molécule réside dans sa composante variable c’est-à-dire dans la séquence des bases le long des brins. |
Mettre en relation la séquence des
bases avec l'information génétique :
L'ordre des bases étant une composante variable de l'ADN, il est logique de considérer que l’information au niveau de cette molécule réside dans la séquence des bases le long des brins.
On propose mettre en relation la séquence des bases d'un gène avec un caractère génétique: pour cela on propose d'utiliser le logiciel Anagène (exemple : la séquence des bases d'un gène de l'hémoglobine humaine support de l'information génétique).
