Mise
à jour : 11/10/2001
Glossaire
Histoire
Téléchargements
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Prérequis :
-
La structure des globines (globine
b
globine
a et hémoglobine),
-
La relation gène protéine,
-
Les mutations somatique et germinale,
-
les notions de gène et d'allèle.
Ce que l'on cherche :
-
La signification des signes cliniques de la drépanocytose,
-
L'origine probable de la maladie, on suggère une origine génétique.
-
La relation entre le génotype et le phénotype des individus
atteints de drépanocytose, en précisant les différentes
échelles du phénotype, de l'organisme à la molécule.
-
Les relations qui s'établissent entre le(s) génotype(s),
le(s) phénotype(s) et l'environnement.
Démarche :
-
Etape 1 : On cherche à comprendre la signification
des signes cliniques de la drépanocytose.
-
Etape 2 : On cherche les arguments qui confortent l’idée
selon laquelle la drépanocytose pourrait être une
maladie génétique.
-
Etape 3 : On cherche à comprendre pourquoi la modification
de l'hémoglobine déclenche dans certaines conditions la
déformation de l'hématie.
-
Etape 4 : Pour comprendre les relations "génotype phénotype
moléculaire" on cherche à comprendre l'influence
de l'environnement.
-
Etape 5 : On cherche à comprendre pourquoi le génotype
drépanocytaire, qui est particulièrement invalidant, subsiste
dans certaines populations : pourquoi n'est-il pas éliminé
?
Déroulement :
Première étape : on cherche à
comprendre la signification des signes cliniques de la drépanocytose
: |
 |
Travail à effectuer : à
partir des données ci-jointes (Etape
1), on vous demande de :
1. Relever la liste des symptômes liés à la drépanocytose,
2. Identifier des relations de causalité entre ces différents
symptômes,
3. Trouver des arguments qui confortent l’idée selon laquelle
la drépanocytose pourrait être une maladie génétique.
Critères de réussite :
Critères de réalisation
|
Critères d'évaluation
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1- S'informer :
-isoler les informations en rapport avec la question. |
- aucune information essentielle n'a été oubliée,
-aucune information peu importante n'a été choisie. |
2- Raisonner : Relier cause et conséquence.
- sélectionner parmi toutes les informations obtenues,
les mots-clés.
- établir les relations qui permettent de relier les mots-clés
sélectionnés en terme de cause et de conséquence :·
ordonner les mots-clés sélectionnés en les numérotant
et en les regroupant éventuellement. ·
- trouver un enchaînement de causes et de conséquences.
- traduire les relations établies suivant la forme d'expression
exigée.
|
-tous les mots-clefs sont sélectionnés : · pas
d'oubli, · pas d'éléments de détails pris pour
des mots-clés.
- l'enchaînement des relations établies est logique
- la traduction de la synthèse est de lecture facile :
-
les phrases sont construites avec un sujet, un verbe et un groupe complément.
-
les phrases sont courtes, elles commencent par une majuscule et se terminent
par un point.
-
les phrases respectent les règles de grammaire.
-
les mots utilisés figurent dans le dictionnaire et sont correctement
orthographiés.
|
3- Raisonner : Traiter les données pour formuler une hypothèse.
-isoler les deux informations qui confortent l'hypothèse. |
-deux informations capitales sont trouvées : elles confortent
l'origine génétique,
-la formulation est prudente (c'est une hypothèse) et utilise
le conditionnel. |
Deuxième étape : on cherche
à identifier l'origine génétique de la drépanocytose
: |
 |
Travail à effectuer :
On vous demande de trouver les arguments qui prouvent que la drépanocytose
est bien une maladie génétique. Pour cela, on vous demande
de saisir et de traiter les informations qui valident l'hypothèse.
Une argumentation est attendue.
Pour accéder aux informations ... (Etape
2).
Critères de réussite :
Critères de réalisation
|
Critères d'évaluation
|
1.S'informer : Recueillir les informations
-comparer le gène du sujet sain (HbA) avec le gène du
sujet malade (HbS),
-comparer la séquence primaire de la globine b
du sujet sain (HbA) avec celle de la globine b
du sujet malade (HbS).
-receuillir toutes les informations qui valident l'hypothèse. |
-les comparaisons des séquences montrent clairement les points
communs et les différences,
-aucune information essentielle n'est oubliée,
-aucune information peu importante n'a été choisie. |
2. Raisonner : Traiter les données, développer
une démarche explicative
-proposer un mode de transmission de la maladie au sein d'une famille.
-rechercher le mécanisme à l'origine de la maladie: nature
et localisation de la mutation (quel nucléotide? quel codon?)
-relier cause et conséquence en mettant en relation le gène
et la protéine.
-montrer que la relation génotype phénotype est complexe:
-
montrer qu'il existe plusieurs généotypes pour le phénotype
drépanocytaire.
-
montrer que les signes cliniques de la maladie n'apparaissent que dans
certaines conditions que l'on définira.
|
-le mode de transmission est présenté simplement en reprenant
le vocabulaire scientifique adapté,
-le mécanisme est nommé et précisé au niveau
du nucléotide, du codon,
-la relation gène protéine est trouvée,
-la relation génotype est précisée :
-
trois génotypes correspondant au phénotype drépanocytaire
sont trouvés,
-
l'apparition des signes cliniques impliquent 2 conditions : une condition
génétique et une condition environnementale.
|
Troisième étape : on cherche
à comprendre pourquoi la modification de l'hémoglobine déclenche
dans certaines conditions, que l'on précisera, la déformation
de l'hématie. |
 |
On cherche à comprendre les conséquences au niveau de
la globine b du remplacement de la glutamine
n°6 par de la valine n°6 (GLU6VAL) .
On cherche à comprendre pourquoi l'hémoglobine porteuse
de deux globines b mutées peut se polymériser.
Travail à effectuer :
On sait qu'une subsitution A20T du gène de structure codant pour
la globine b de l'hémoglobine provoque
dans certaines conditions la déformation des hématies qui
est le point de départ de la crise drépanocytaire.
L'hypothèse qui est souvent proposée est la suivante :
le
remplacement de la glutamine n°6 par de la valine n°6 (GLU6VAL)
au niveau de la globine b pourrait modifier
la structure spatiale (3D) des globines b
et/ou de l'hémoglobine HBS (on justifie souvent cette hypothèse
en indiquant que les fibres observées dans l'hématie falciforme
pourraient être des globines ou des hémoglobines modifiées
en forme de fibre).
Pour tester cette hypothèse, on vous demande de comparer (Etape
3):
1. la structure 3D de la globine b normale
à celle de la globine b mutée,
2. la structure 3D de l'hémoglobine normale à celle de
l'hemoglobine mutée.
L'hypothèse est-elle validée ? Argumentez votre réponse.
Critères de réussite :
Critères de réalisation
|
Critères d'évaluation
|
1.Maîtriser des techniques : Employer des techniques d'observation
-utiliser le logiciel de traitement des images moléculaires
pour résoudre le problème posé.
-comparer 2 à 2 les molécules. |
-le mode d'affichage des molécules (boules et bâtonnets
ou squelette carboné, ...) est correctement choisi.
-l'angle de vue est adapté à la comparaison moléculaire. |
2.Raisonner : Eprouver une hypothèse
-rechercher les différences structurales pouvant exister entre
:
-
la globine b normale et la globine b
mutée,
-
l'hémoglobine normale et l'hémoglobine mutée.
-rechercher les arguments qui confortent l'hypothèse, ceux qui l'infirment
au contraire. |
-les points communs et les différences (si elles existent) sont
correctement décrites.
-un bilan est rédigé qui reprend les étapes de
la démarche suivie.
-une conclusion est donnée en réponse au problème
posé : l'hypothèse est-elle validée ? |
Quatrième étape : pour comprendre
les relations "génotype phénotype moléculaire" nous
devons prendre en compte l'influence de l'environnement. |
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A ce stade de la recherche le problème reste entier : pourquoi
l’altération de la structure primaire de la globine b
(Glu6Val), qui est sans conséquence
sur la structure tertiaire (la globine) et sans conséquence sur
la structure quaternaire (l'hémoglobine), provoque-t-elle une déformation
des hématies ?
Pour résoudre ce problème nous devons prendre en compte
de nouvelles informations dont certaines sont en rapport avec l'environnement
direct de la molécule (le cytosol, le milieu intérieur),
d'autres sont en rapport avec l'environnement du sujet malade (le milieu
extérieur).
Travail à effectuer :
On vous demande de consulter la banque de données jointe (Etape
4) et de saisir toutes les informations en rapport avec la résolution
du problème.
Critères de réussite :
Critères de réalisation
|
Critères d'évaluation
|
1- S'informer :
-isoler les informations en rapport avec la question. |
-aucune information essentielle n'a été oubliée,
-aucune information peu importante n'a été choisie. |
2- Raisonner : Développer une démarche explicative.
- sélectionner parmi toutes les informations obtenues,
celles qui fournissent une explication à la falciformation.
- établir les relations qui permettent d'établir toutes
les étapes de la falciformation en terme de cause et de conséquence:·
- ordonner les étapes en les numérotant et en les regroupant
éventuellement. ·
- trouver un enchaînement de causes et de conséquences.
- traduire les relations établies suivant la forme d'expression
exigée.
|
-tous les informations sont sélectionnées : ·
pas d'oubli, · pas d'éléments de détails pris
pour des mots-clés.
- l'enchaînement des relations établies est logique :
de la première étape (la substitution) à la dernière
(la polymérisation de HbS)
- la traduction de la synthèse est de lecture facile :
-
les phrases sont construites avec un sujet, un verbe et un groupe complément.
-
les phrases sont courtes, elles commencent par une majuscule et se terminent
par un point.
-
les phrases respectent les règles de grammaire.
les mots utilisés figurent dans le dictionnaire et sont correctement
orthographiés.
|
Cinquième étape : On cherche
à comprendre pourquoi le génotype drépanocytaire,
qui est particulièrement invalidant, subsiste dans certaines populations
: pourquoi n'est-il pas éliminé ? |
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La drépanocytose est une anomalie génétique léthale
responsable d'environ 100 000 morts par an.
Environ 80% des homozygotes HbS//HbS meurent avant l'âge de la
reproduction. Compte-tenu d'une sélection aussi puissante contre
le gène HbS, pourquoi, dans certaines populations humaines, sa fréquence
atteint et même dépasse les 10%.
Travail à effectuer :
Pour résoudre ce problème, on vous demande de consulter
la banque de données jointe ( Etape
5 ) et de saisir toutes les informations en rapport avec la résolution
du problème.
Critères de réussite :
Critères de réalisation
|
Critères d'évaluation
|
1- S'informer :
-isoler les informations en rapport avec la question. |
- aucune information essentielle n'a été oubliée,
-aucune information peu importante n'a été choisie. |
2- Raisonner : Développer une démarche explicative.
- sélectionner parmi toutes les informations obtenues,
celles qui fournissent une explication à la fréquence exceptionnelement
élevée des allèles HbS dans certaines régions
.
- expliquer pourquoi, dans certaines conditions, que l'on définira,
le sujet porteur de l'allèle HbS présente un avantage sur
le sujet sain.
|
-tous les informations sont sélectionnées : ·
pas d'oubli, · pas d'éléments de détails pris
pour des mots-clés.
- l'enchaînement des relations entre un facteur de l'environnement
et un avantage acquis par le sujet porteur de l'allèle HbS est logique,
- la traduction de la synthèse est de lecture facile :
-
les phrases sont construites avec un sujet, un verbe et un groupe complément.
-
les phrases sont courtes, elles commencent par une majuscule et se terminent
par un point.
-
les phrases respectent les règles de grammaire.
les mots utilisés figurent dans le dictionnaire et sont correctement
orthographiés.
|
-
On tire le bilan de cette étude.
Travail à effectuer :
Critères de réalisation
|
Critères d'évaluation
|
1.Raisonner : Elaborer une synthèse rédigée
-isoler de l'ensemble des résultats obtenus les informations
essentielles à retenir,
-relier ces informations entre elles de façon claire et simple.
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-ne pas en oublier, ne pas choisir des informations peu importantes,
-le bilan doit être court (10 lignes maximum), rigoureux (choisir
des termes scientifiques précis) facile à comprendre et à
apprendre:
-
les phrases doivent être construites avec un sujet, un verbe et un
groupe complément.
-
les phrases doivent être courtes, commencer par une majuscule et
se terminer par un point
-
les phrases doivent respecter les règles de grammaire
-
les mots utilisés doivent figurer dans le dictionnaire et être
correctement orthographiés
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2.Raisonner : Elaborer une synthèse sous forme d'un schéma
:
- dresser l'inventaire des éléments à faire figurer
- choisir un codage permettant de traduire ces éléments
et les relations qu'ils ont entre eux :
-
symboles
-
couleurs
-
flèches
- préciser la signification du codage dans une légende
- organiser avec soin la mise en page :
-
soin apporté à la réalisation de l'ensemble
-
taille suffisamment grande
-
place réservée au schéma dans la page
- choisir un titre qui peut :
-
traduire l'organisation, la structure, le bilan représentés
-
offrir une entrée de lecture
|
- tous les éléments à traduire sont présents
- le schéma est clairement compréhensible
-
mise en page et travail soignés
-
codage choisi simple et pertinent
-
légende précise et complète
-
texte réduit au maximum
- l'orthographe est respectée
- le titre est adapté au schéma (cohérent)
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