bac S septembre 2020 Polynésie
Partie 2.2 : Enseignement de spécialité (5 points) Glycémie et diabète
Le diabète M0DY2 touche des sujets de moins de 25 ans. Ce type de diabète est une maladie liée au dysfonctionnement d'un seul gène responsable de la synthèse de la glucokinase.
A partir de l'exploitation des documents et de l'utilisation des connaissances, montrez que la mutation du gène de la glucokinase permet d'expliquer ce type de diabète.
document 1 : la protéine glucokinase
La glucokinase (GCK) est une enzyme de 465 acides aminés produite dans les cellules bêta (β) du pancréas. Elle leur permet de transformer le glucose en glucose 6-phosphate, étape indispensable pour déclencher la sécrétion d'insuline.
document 2 : Comparaison du gène et de la protéine glucokinase chez les individus sains et MODY2
Le gène de la glucokinase code pour une protéine de 465 acides aminés. Les individus atteints d'un diabète de type MODY2 sont hétérozygotes pour ce gène ; ils possèdent un allèle sain (gène_gluco) et un allèle muté (gène_ gluco_mody2).
Dans les séquences ci-dessous traitées avec un logiciel d'alignement de séquences:
- les nombres indiquent la position des nucléotides ou acides aminés;
- un tiret indique un nucléotide ou un acide aminé identique à celui présent dans la première séquence prise comme référence (gène_gluco ou enzyme-gluco).
document 2a : Comparaison du gène de la glucokinase chez un individu sain et un individu MODY2
On compare la séquence nucléotidique du gène codant la glucokinase d'un individu sain {gène_Gluco) avec la séquence nucléotidique de l'allèle muté présent chez un individu atteint de diabète de type MODY2 (gène_gluco_mody2). Seuls les nucléotides 817 à 856 sont représentés.
document 2b : comparaison des protéines glucokinase chez un individu sain et un individu MODY2
On compare la séquence polypeptidique de la glucokinase d'un individu sain (enzyme- gluco) avec la séquence polypeptidique de la protéine produite à partir de l'allèle muté d'un individu atteint de diabète de type MODY2 (enzyme_gluco_mody2). Seuls les acides aminés 270 à 282 sont représentés.
document 3 : comparaison de l'activité des cellules bêta pancréatiques et de la sécrétion d'insuline chez des sujets sains et des sujets diabétiques MODY2
document 3a : comparaison de l'activité des cellules bêta pancréatiques chez des sujets sains et des sujets diabétiques MODY2
Le graphique représente le niveau d'activité des cellules β mutées comparé à celui de cellules saines.
Un rapport de 1 indique une activité normale.
En blanc: sujets MODY2 présentant la mutation du gène codant la glucokinase.
En gris: sujets sains témoins
d'après www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11272165
document 3b : comparaison de la sécrétion d'insuline chez des sujets sains et des sujets diabétiques MODY2
Le graphique montre l'évolution de la sécrétion d'insuline en fonction de la concentration de glucose dans le plasma chez des individus sains et des individus atteints de diabète MODY2.
Une glycémie de 7 mM (millimole par litre) correspond à une valeur de 1,26 g.L
-1 qui est la valeur maximale à jeun, admissible pour ne pas être considéré diabétique.
d'après Byrne et al.. 1994. J. Cli. Invest. Vol. 93: 1120-1130.