Fiche à trous · Seconde · SVT

Génétique — Variabilité et mécanismes

Complétez de mémoire, puis vérifiez avec la page de corrigé.

Deux frères ont les mêmes parents et ne se ressemblent pas. Un même individu porte dans chacune de ses cellules le même génome, et produit pourtant de l'insuline dans son pancréas et de la kératine dans sa peau. Deux questions distinctes — d'où vient la diversité entre individus, et comment une même information donne des cellules différentes — et deux mécanismes distincts qu'on confond constamment.

De l'ADN à la protéine

Définition — Transcription :

Définition — Traduction :

Piège

Écrire que l'ADN sort du noyau pour fabriquer la protéine.

Deux compartiments, deux étapes : transcription dans le noyau, traduction dans le cytoplasme.

Toutes les cellules d'un organisme portent le même génome, mais n'expriment pas les mêmes gènes. C'est cette expression différentielle qui fait la différence entre une cellule de pancréas et une cellule de peau — non une différence d'information, mais une différence d'usage de la même information.

Les mutations

Définition — Mutation :

Propriété

Piège

Croire que toute mutation change la protéine, ou qu'elle est toujours nuisible.

Trois issues possibles pour une mutation : sans effet, défavorable, avantageuse. La première est la plus fréquente.

Les brassages

Règle

Attribuer une diversité à son mécanisme

Piège

Attribuer au brassage la création de nouveaux allèles.

Mutation = création. Brassage = recombinaison. Deux verbes, deux mécanismes.

Ai-je situé la transcription dans le noyau et la traduction dans le cytoplasme ?
Ai-je écrit que l'ADN ne sort jamais du noyau ?
Ai-je nommé le codon comme groupe de trois nucléotides ?
Ai-je distingué substitution, délétion et insertion ?
Ai-je réservé la création d'allèles à la mutation ?
Ai-je expliqué la diversité entre cellules par l'expression des gènes ?

Corrigé · à détacher

Génétique — Variabilité et mécanismes

1. La transcription copie un gène de l'ADN en une molécule d'ARNm — ARN messager. Elle a lieu dans le noyau. L'ARNm est simple brin, et l'uracile U y remplace la thymine T. C'est une copie, non un déplacement : l'ADN reste dans le noyau, seul l'ARNm en sort.
2. La traduction convertit la séquence d'ARNm en une protéine. Elle a lieu dans le cytoplasme, sur les ribosomes. Le code génétique lit l'ARNm par groupes de trois nucléotides — les codons —, et chaque codon désigne un acide aminé. La protéine est la chaîne d'acides aminés ainsi assemblée.
3. Deux étapes, deux compartiments, deux alphabets.
4. Une mutation est une modification de la séquence de l'ADN. Trois types au programme. La substitution : un nucléotide est remplacé par un autre. La délétion : un ou plusieurs nucléotides sont perdus. L'insertion : un ou plusieurs sont ajoutés. Elles surviennent lors d'erreurs de réplication, ou sous l'effet d'agents mutagènes — UV, certaines substances chimiques.
5. Les conséquences diffèrent selon le type, et c'est ce qui rend la distinction utile. Une substitution ne change qu'un codon : elle peut être silencieuse — le code génétique est redondant, plusieurs codons désignent le même acide aminé —, ou changer un acide aminé, ou créer un codon-stop. Une délétion ou une insertion d'un nombre de nucléotides non multiple de trois décale toute la lecture : c'est le décalage du cadre de lecture, et la protéine qui suit est entièrement altérée.
6. Le second moteur de la variabilité est le brassage génétique, en deux temps. Le brassage interchromosomique : lors de la méiose, les chromosomes de chaque paire se répartissent indépendamment entre les gamètes. Le brassage intrachromosomique : des échanges de segments — les crossing-over — ont lieu entre chromosomes homologues. Puis la fécondation réunit deux gamètes au hasard : c'est le troisième brassage.
7. Demander si la diversité observée concerne des individus d'une même espèce ou des cellules d'un même individu.
8. Entre individus : la source est la mutation — elle crée des allèles nouveaux — et le brassage, qui les recombine sans en créer.
9. Entre cellules d'un même individu : aucune des deux. C'est l'expression différentielle des gènes.
10. Pour une mutation, préciser le type et en déduire la conséquence : substitution ponctuelle, ou décalage du cadre de lecture.
11. Conclure en nommant le mécanisme, jamais en se contentant de « c'est génétique ».