TP : mutations et polymorphisme
(Stabilité et variabilité des génomes et) évolution
| Problème : quelle est l'origine de la variabilité dans une espèce (cf manuel pp.86-88, 90) ? |
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1 Mutations du gène responsable du groupe sanguin ABØ
Il s'agit ici d'étudier les variations du gène du groupe sanguin principal. Dans le menu File de ClustalX, choisir Load Sequences et choisir le fichier abo_adn.seq . Les allèles sont notés A, B et O. Pour montrer qu'il s'agit bien du même gène, utilisez plutôt : ia, ib, iØ.
Chargez les séquences de protéines codées par ces allèles, fichier : abo_pro.seq
Au niveau de la membrane cellulaire des hématies humaines (globules rouges), on trouve des molécules constituées d'une chaine glucidique fixée sur un lipide. La chaine glucidique présente des variantes qui définissent les marqueurs H, A et B. L'allèle ia code une enzyme fonctionnelle transformant le marqueur H en marqueur A; l'allèle ib code une enzyme fonctionnelle transformant le marqueur H en marqueur B; l'allèle iØ code une enzyme incapable de transformer le marqueur H.
1.1 Comparez les séquences d'ADN des différents allèles.Voir le guide du logiciel si nécessaire. Indiquez les changements de nucléotides (position et nature par rapport à une séquence de référence dont vous justifierez le choix).
Chargez les séquences de protéines codées par ces allèles, fichier : abo_pro.seq
1.2 Comparez les séquences protéiques codées par ces allèles. Indiquez les changements d'acides aminés comme vous l'avez fait pour les nucléotides (pour la chaînes Ø comparée à A, indiquez à partir de quelle position les acides aminés sont changés et où la chaîne s'arrête, et vérifiez qu'un codon stop est présent dans l'ADN. Le tableau du code génétique peut être obtenu en cliquant ici. Mettez en relation les changements de séquence de l'ADN et ceux des séquences protéiques.
1.3 Expliquez pourquoi la protéine produite par l'allèle iØ n'est pas fonctionnelle. Montrez qu'il existe une relation entre cette non-fonctionnalité et le caractère récessif de l'allèle iØ. Proposez une explication à la répartition actuelle des allèles du groupe sanguin ABØ dans le monde (utilisez les cartes du manuel p.68).
2 La phénylalanine hydroxylase (PAH)
Cet enzyme catalyse la conversion de la phénylalanine (acide aminé) en tyrosine qui sera elle même transformée en mélanine (cf programme de première S). Il exite un grand nombre d'allèles codant des enzymes plus ou moins actifs. Lorsque l'enzyme PAH est inactif, la phénylalanine tend à s'accumuler et est métabolisée par une autre voie en acide phényl-pyruvique toxique. La maladie se caractérise par un important retard mental et le rejet d'acide phényl-pyruvique dans l'urine. Le test de Guthrie pratiqué à la naissance à partir d'une goutte de sang du nouveau-né permet de dépister le risque de maladie (1/16 000 naissances, ce qui correspond à environ 1 hétérozygote sur 60 dans la population). Le traitement consiste à conserver un régime pauvre en phénylalanine.
Hyper-phénylalaninémie de l'homozygote phe2: légère; phe4: modérée; phe1 et phe4: forte.
Vous chargerez dans Clustal X les séquences d'ADN des allèles de la PAH , fichier : pah_adn.seq, puis celles des séquences d'acides aminés de la PAH , fichier : pah_pro.seq
Hyper-phénylalaninémie de l'homozygote phe2: légère; phe4: modérée; phe1 et phe4: forte.
Vous chargerez dans Clustal X les séquences d'ADN des allèles de la PAH , fichier : pah_adn.seq, puis celles des séquences d'acides aminés de la PAH , fichier : pah_pro.seq
2.1 Comparez les séquences.
2.2 Utilisez les informations précédentes pour monter qu'il n'y a pas de relation bi-univoque entre génotype et phénotype macroscopique.
2.2 Utilisez les informations précédentes pour monter qu'il n'y a pas de relation bi-univoque entre génotype et phénotype macroscopique.
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