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Cours seconde - Thème 1 - cours 3 Information génétique, parentés et biodiversité I- L’information génétique des cellules eucaryotes : RAPPELS : Une cellule est capable de maintenir ses caractéristiques morphologiques et fonctionnelles grâce aux informations génétiques contenues dans son noyau. Chez un organisme pluricellulaire chaque cellule contient dans son noyau l’ensemble des informations génétiques permettant de réaliser et de maintenir les caractéristiques morphologiques et fonctionnelles de l’individu. 1°) Localisation de l’information génétique dans le noyau : L’information génétique est située au niveau des chromosomes contenus dans le noyau. Chaque fragment de chromosome est responsable de l’apparition d’un caractère fonctionnel ou structural = c’est un gène. 2°) Relation entre chromosomes et ADN : L’ADN est associé à des protéines (=histones) pour former un filament de chromatine contenus dans les noyaux des cellules eucaryotes. Au moment de la division cellulaire la chromatine se condense pour donner les chromosomes. Un chromosome est formé par une molécule d’ADN. Remarque : Chez les procaryotes, l’ADN existe mais reste libre dans le cytoplasme. 3°) Universalité de l’ADN : La transgénèse est une technique qui permet de transférer un gène (donc un fragment d’ADN) prélevé sur un organisme d’une espèce dans les cellules d’une autre espèce. Quelle que soit son origine, un gène introduit chez un végétal, un animal, ou une bactérie sera reconnu et traduit. L’ADN est donc une molécule qui contient un message universel. L’organisme ayant subit la transgénèse est appelé OGM (organisme génétiquement modifié)

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Cours seconde - Thème 1 - cours 3

Information génétique, parentés et biodiversité

I- L’information génétique des cellules eucaryotes : RAPPELS : Une cellule est capable de maintenir ses caractéristiques morphologiques et fonctionnelles

grâce aux informations génétiques contenues dans son noyau.

Chez un organisme pluricellulaire chaque cellule contient dans son noyau l’ensemble des informations

génétiques permettant de réaliser et de maintenir les caractéristiques morphologiques et

fonctionnelles de l’individu.

1°) Localisation de l’information génétique dans le noyau :

L’information génétique est située au niveau des

chromosomes contenus dans le noyau.

Chaque fragment de chromosome est responsable de

l’apparition d’un caractère fonctionnel ou structural

= c’est un gène.

2°) Relation entre chromosomes et ADN :

L’ADN est associé à des protéines (=histones) pour

former un filament de chromatine contenus dans les

noyaux des cellules eucaryotes.

Au moment de la division cellulaire la chromatine se

condense pour donner les chromosomes.

Un chromosome est formé par une molécule d’ADN.

Remarque : Chez les procaryotes, l’ADN existe mais reste libre dans le cytoplasme.

3°) Universalité de l’ADN :

La transgénèse est une technique qui permet

de transférer un gène (donc un fragment

d’ADN) prélevé sur un organisme d’une espèce

dans les cellules d’une autre espèce. Quelle que soit son origine, un gène introduit chez un végétal, un animal, ou une bactérie sera reconnu et traduit.

L’ADN est donc une molécule qui

contient un message universel.

L’organisme ayant subit la transgénèse est

appelé OGM (organisme génétiquement

modifié)

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II- Structure et propriétés de l’ADN :

1°) Organisation de la molécule d’ADN :

ADN = Acide Désoxyribo Nucléique.

La molécule se présente comme un escalier

de forme spiralée. Les montants de

l'escalier sont constitués par une succession

de groupements phosphoriques (P) associés

à un glucide simple : le désoxyribose (D).

Les marches de l’escalier sont constituées

par la liaison entre deux bases azotées.

(Adénine ; Thymine ; Cytosine ; Guanine)

L’ensemble formé par un P, un D et une

base azotée forme un nucléotide.

Il existe quatre nucléotides différents par la nature de la base azotée :

Nucléotide à adénine noté A ; Nucléotide à cytosine noté C ;

Nucléotide à guanine noté G ; Nucléotide à thymine noté T.

La mesure expérimentale montre que pour

une même espèce, la proportion de A = la

proportion de T et la proportion de C =

la proportion de G.

Donc A est toujours associé à T et C est toujours associé à G.

2°) L’ADN constitue un langage génétique :

La molécule d'ADN est en quelque sorte une suite de "mots" écrits dans un langage à quatre

lettres. Chaque molécule d’ADN renferme donc un ensemble de messages = les gènes.

Un gène correspond donc à une portion de la molécule d’ADN caractérisé par une suite de

nucléotides placés dans un ordre bien précis (=séquence) Cette séquence sera traduite par la cellule

en un élément d’un caractère génétique (il s’agit en fait d’une molécule)

Un gène = une molécule intervenant dans la construction, le renouvellement ou le

fonctionnement d’une cellule.

Remarque : En fait une des deux chaînes de la molécule représente le support du gène (on l’appelle brin

codant), l’autre chaîne n’est là que pour compléter la molécule.

III- Variabilité de l’ADN et biodiversité au sein d’une espèce :

Rappel de collège :

Les cellules humaines possèdent 46 chromosomes regroupés en 23 paires.

Chaque paire de chromosomes (= homologues) possède les mêmes gènes.

Donc une cellule possède deux exemplaires de chaque gène

1°) Les différentes versions d’un même gène :

La séquence d’un gène peut être légèrement différente d’un chromosome

homologue à l’autre, la molécule produite par la cellule peut alors être

différente. On parle de versions différentes d’un gène = les allèles.

Source d’ADN Adénine Guanine Cytosine Thymine Homme :

Porc : Oursin :

Blé :

30,9 29,9 33,4 27,3

19,9 19,8 17,0 22,7

19,8 20,1 16,8 22,8

29,4 30,2 33,6 27,1

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Donc un gène est généralement représenté par deux allèles (identiques ou différents)

Remarque : dans le cas des chromosomes X Y, il se peut que certains gènes de Y ne soient pas présents

sur X et inversement que certains gènes de X ne soient pas présents sur Y. Dans ce cas seulement le

gène n’est présent qu’en un seul exemplaire (un allèle).

Exemple 1 :

Extraits des séquences des allèles du gène à

l’origine de la molécule d’hémoglobine.

L’allèle anormal donne une hémoglobine fibreuse

à l’origine de la maladie appelée drépanocytose

Si les deux allèles s’expriment en même temps (les deux molécules sont fabriquées) on dit qu’ils sont

codominants. Si l’un s’exprime au dépend de l’autre (une seule molécule est alors produite) On dit que

l’un est dominant et l’autre est récessif.

Exemple 2 : cas d’allèles codominants = le gène

« groupe sanguin » est représenté par trois

allèles : A, B et O.

L’allèle A donne une molécule A ; L’allèle B donne

une molécule B

L’allèle O ne donne pas de molécule.

Sachant que chaque cellule contient 2n

chromosomes, chaque gène est représenté par 2

allèles.

2°) Formation des allèles :

Lors de la division d’une cellule, une erreur dans la copie de l’ADN peut modifier la séquence d’un

gène : on parle de mutation.

Ce phénomène intervient spontanément (naturellement), il est rare et aléatoire (se fait au

hasard). Il se forme ainsi une nouvelle version d’un gène, donc un allèle.

Si la mutation affecte une cellule quelconque de l’organisme, seules la cellule mutée et sa descendance seront affectées par la mutation (cas des cancers)

Si la mutation affecte une cellule de la reproduction (gamète), toutes les cellules de l’organisme

formé à partir de ce gamète seront affectées.

Le nouvel allèle ainsi formé pourra alors être transmis de génération en génération.

Allèles Molécules Groupe sanguin

Allèle A + allèle A A A

Allèle B + allèle B B B

Allèle A + allèle B A + B AB

Allèle O + allèle O aucune O

Allèle O + allèle A A A

Allèle O + allèle B B B

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Les mutations peuvent apparaître spontanément, mais certains facteurs

de l’environnement augmentent leur fréquence d’apparition.

On parle d’agents mutagènes.

Exemples : les ultraviolets (UV), les rayons X, le tabac, l’alcool…

Voir exercice sur les levures

Bilan : Les mutations sont à l’origine des allèles qui permettent

une diversité entre les individus d’une même espèce.

On parle de Biodiversité Intra-spécifique.

Ci-dessous un exemple de biodiversité intraspécifique chez l’Homme

Au cours du temps, le

génome d’une espèce sera

enrichi et pourra même

dériver vers la formation

d’une nouvelle espèce…