Le gène ADE2

(Adapté à partir de la documentation d'Anagène 2006)

Couleur des colonies de la Levure Saccharomyces Cerevisiae et variabilité du gène ade2

Informations scientifiques

La couleur des colonies

Chez cette Levure on connaît des souches qui diffèrent par la couleur des colonies qu’elles forment sur milieu solide, colonies blanc-crème  et colonies rose-rouge. Il est souhaitable de faire saisir que chaque colonie correspond à des milliers de cellules et résulte de très nombreuses divisions à partir des cellules initiales blanc-crème ou rose-rouge (c'est l'accumulation des levures rose-rouge qui donne sa coloration rouge à la colonie). La différence de couleur est donc fondamentalement une différence au niveau cellulaire et elle est héréditaire.

Informations complémentaires

Cette différence macroscopique entre les deux souches de Levures est due à une différence biochimique en rapport avec la capacité à synthétiser ou non de l’adénine à partir de précurseurs présents dans le milieu. La chaîne de biosynthèse de l’adénine est très complexe et comprend de très nombreuses étapes. Chez la souche à colonies rouges, elle est interrompue à une étape où le produit intermédiaire formé (AIR) est de teinte rose (en milieu aérobie). C’est son accumulation dans une cellule de Levure qui confère à celle-ci une couleur légèrement rose (la couleur rouge de la colonie est due à un effet de masse).

Remarque : L’adénine (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 très riche en adénine, la chaîne de biosynthèse est réprimée. Dans ce cas, les Levures rouges ne produisent pas le produits AIR et sont donc de couleur blanc-crème. Si le milieu contient de l’adénine en quantité modérée (c’est le cas dans la plupart des milieux standard de culture des Levures), la formation de colonies de Levures rouges est possible sans que la chaîne de biosynthèse de l’adénine soit réprimée. En conséquence, les Levures rouges croissent, se multiplient tout en accumulant le produit intermédiaire, d’où la couleur rouge.

Cette observation pourrait éventuellement être utilisée en classe de première comme support pour dégager l’idée que le phénotype dépend de l’interaction du génotype et de l’environnement.

Les allèles du gène ADE2

Le gène ADE2 code pour une enzyme qui transforme le produit intermédiaire coloré (AIR) en un composé CAIR non coloré. On dispose des séquences de l'allèle ADE2 chez chacune des souches. La séquence de l’allèle des Levures rouges diffère de celle de l’allèle des Levures blanc-crème au nucléotide 103 (G103T).

Fichier des séquences

Le fichier ade2.edi affiche deux séquences appelées : Ade2Allele1 (Levures blanc-crème) et Ade2Allele2 (Levures rouges).

Suggestions d’utilisation pédagogique des données et documents fournis

Les documents fournis permettent la mise en évidence des différences phénotypiques au niveau de la colonie et par là au niveau cellulaire. Il s’agit alors de les mettre en relation avec des différences entre les deux allèles d'un gène ADE2 qui intervient dans la coloration des levures. La comparaison avec Anagène (comparaison simple) donne le résultat suivant :

Rappel : attention, avec Anagène un seul brin est pris en compte (le brin non transcrit).

Dans ce cas, on constate qu’un seul changement d’un nucléotide est associé au changement phénotypique. A ce niveau, on considère que cette corrélation est une relation de cause à effet : c'est la différence génétique qui entraîne la différence phénotypique.