bac S 2016 Amérique du nord

Partie 2.2 : Enseignement obligatoire (5 points) Neurone et fibre musculaire: la communication nerveuse

Caenorhabditis elegans est un petit ver nématode dont le système nerveux, formé de 302 neurones et 7 000 synapses, est bien connu. Il constitue un animal modèle pour étudier le fonctionnement de la synapse neuromusculaire.

Des études de la synapse sont réalisées sur des vers portant une mutation au niveau du gène unc-13 et présentant une paralysie complète des muscles.

A partir des informations extraites des documents et de vos connaissances, expliquez la paralysie des mutants unc-13 et le rôle possible de la protéine codée par le gène unc-13 chez le ver sauvage.

document de référence : Les grandes étapes du fonctionnement synaptique

1. Arrivée d'un message nerveux de nature électrique.
2. Arrimage des vésicules synaptiques sur la membrane présynaptique. Cet arrimage nécessite la participation de nombreuses protéines.
3. Exocytose des vésicules nécessitant la participation de nombreuses protéines et la libération du neuromédiateur dans la fente synaptique.
4. Fixation du neuromédiateur sur les récepteurs post-synaptiques.
5. Naissance d'un potentiel d'action musculaire qui provoquera la contraction.

document 1 : résultats de la stimulation de motoneurones chez un ver sauvage et un ver mutant unc-13

Le dispositif expérimental permet:
– de stimuler électriquement les motoneurones qui innervent le muscle;
– d'enregistrer des phénomènes électriques au niveau du muscle.

Enregistrements obtenus
1. Artefact de stimulatyion provoqué par le courant de stimulation
2. Réponse électrique du muscle

Unités:
pA: picoampère
ms: milliseconde

d'après Gracheva E. O et al.. 2007. J. Physiol et Christelle C., Bessereau J.C.. 2003. Médecine Sciences.

document 2 : nombre de vésicules dans les terminaisons synaptiques après stimulation des motoneurones

document 3 : contenu des vésicules présynaptiques et réponse électrique du muscle lors de l'injection de nicotine dans la fente synaptique chez le ver sauvage et le ver mutant unc-13


Ver sauvage Ver mutant unc-13
Contenu des vésicules présynaptiques Acétylcholine Acétylcholine
Injection de nicotine* dans la fente synaptique Contraction de la cellule musculaire Contraction de la cellule musculaire

*La nicotine est une molécule ayant une structure tridimensionnelle proche de celle de l'acétylcholine

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