Classe de seconde

L'objectif principal de ce point du programme est de montrer la différence entre les conséquences d'une mutation somatique et d'une mutation germinale. Le cancer fourni des exemples parlants, montrant en particulier l'interaction entre génotype et environnement, interaction qui est sous-jacente à l'ensemble du
fonctionnement de l'organisme. Ni le polymorphisme des gènes impliqués, ni les modes de transmission du cancer ne sont ici visés.

Approche expérimentale

 La notion de mutation peut être abordée expérimentalement en utilisant comme support la levure et les rayons UV en tant qu'agents mutagènes (Sur le site de Didier Pol). L'avantage de cette approche est qu'elle cible sur le fait que la mutation est un phénomène cellulaire (ce sont les cellules qui mutent).

Génotypes des cellules cancéreuses et non cancéreuses

Les données sur le P53 doivent permettre d'illustrer l'importance des mutations chez les organismes pluricellulaires. Le support choisi est celui des cellules cancéreuses au sein d'un organisme. 

Une réflexion sur le cancer doit attirer l'attention sur le fait que les cellules cancéreuses ont un phénotype différent des autres cellules de l'organisme (division anarchique ne répondant pas aux signaux de régulation de l'organisme) et que ce phénotype est héréditaire. Cela conduit à supposer que les cellules cancéreuses ont un génotype différent des autres cellules de l'organisme. 

La comparaison des allèles du gène P53  (avec le logiciel Anagène) des cellules cancéreuses et non cancéreuses d'un organisme présentant un cas de cancer dû à une mutation somatique (cancer oesophage, cancer du foie), conduit à découvrir que les cellules cancéreuses ont deux allèles de P53 différents, l'un de ces allèles étant semblable aux deux allèles identiques trouvés dans les cellules non cancéreuses. 

A partir des connaissances acquises sur les mutations chez les levures, l'élève peut proposer une explication sur l'origine du génotype P53 des cellules cancéreuses, ce qui doit conduire à la notion de mutation somatique. 

D'autre part, la comparaison des allèles du gène P53 (avec le logiciel Anagène) dans les cellules cancéreuses et non cancéreuses d'un organisme, dans différents cas de cancers (cancers du foie, de l'oesophage, syndrome de LiFraumeni) conduit à découvrir que dans certains cas seules les cellules cancéreuses possèdent un allèle muté du gène P53 (il y a donc mutation somatique, comme dans le cas des cancers du foie et de l'oesophage), alors que dans d'autres cas, les cellules cancéreuses mais aussi les cellules normales possèdent un allèle muté du gène P53 (il y a donc mutation germinale, comme dans le cas du syndrome de LiFraumeni).

Des informations supplémentaires sur P53 gène suppresseur de tumeurs et sur les mécanismes génétiques à l'origine d'une tumeur (mutations touchant plusieurs gènes) sont utiles pour ne pas associer de façon trop simpliste cancer et mutation du P53. 

Ces arbres permettent d'atteindre deux objectifs : 

- différencier mutation somatique et mutation germinale, 
- sensibilier à l'action de facteurs de l'environnement, ici alimentaires, en tant qu'agents augmentant la fréquence des mutations.

- présence au sein de chaque cellule de 2 allèles d'un même gène, 
- présence d'un seul allèle de chaque gène dans les gamètes produits par un individu.