Notes de Biologie - ADN PDF

Biologie - Paquet de notes L'ADN est souvent appelé les « éléments constitutifs de la vie ». Il fournit les instructions chimiques qui guident le développement d'une cellule. Pour bien comprendre l'ADN, vous devriez penser à la mitose et à la méiose des cours de S...

Biologie - Paquet de notes L'ADN est souvent appelé les « éléments constitutifs de la vie ». Il fournit les instructions chimiques qui guident le développement d'une cellule. Pour bien comprendre l'ADN, vous devriez penser à la mitose et à la méiose des cours de Sciences 8 et Sciences 9. Vidéo** Pour un bon aperçu de la mitose, de la méiose et de la reproduction sexuelle humaine… Notes Importantes: Les chromosomes **Distribuer les DC** Chromosomes Structure ADN - Arretez à 3:38 Notes: Questions: Où se trouve l'ADN dans la cellule? Définissez les termes suivants : ADN Double hélice Quelles sont les quatre bases de l'ADN? Dessinez une image de la structure chimique de chacune des quatre bases de l'ADN.  Leçon 1 - Qu’est-ce qui est l’ADN La molécule ADN: La structure de l’ADN était décrit pour la première fois par le gagnant du prix Nobel James Watson et Francis Crick et 1953. ​ ​ ​ Chaque base est aussi attachée à une molécule de sucre et une molécule de phosphate. Ensemble, une base, un sucre, et une phosphate sont appelés nucléotides. Les nucléotides sont arrangés dans deux brins longs qui forment une spirale appelée double hélice. La structure de la double hélice est comme une échelle torsadé, avec des paires de bases qui forment les barreaux de l’échelle et les molécules de sucre et phosphate formant les pièces latérales verticales de l’échelle. Écrivez dans les bases azotés, la séquence de l’ADN décrit une séquence, ex: A T A T C T C T T G A T G C G. L’ordre ou la séquence des lettres détermine l’information accessible pour construire et maintenir un organisme, similaire à la méthode que les lettres dans l’alphabet s'écrivent d’une ordre spécifique pour formuler des phrases ou des mots. Chromosome: Gènes: Par exemple, une personne avec les cheveux roux n’a pas “la gène des cheveux roux”, et une personne avec les cheveux bruns a “la gène des cheveux bruns”. Par contre, tous les personnes ont des gènes pour la couleur des cheveux, et des versions différentes des gènes, appelés des allèles, qui décident si quelqu'un est brune ou rousse. Aminoacides, protéines, et codons Les protéines présentes chez l'homme sont constituées de combinaisons variables de 20 aminoacides, dont 9 sont dits essentiels parce qu'ils ne peuvent pas être fabriqués par notre corps et doivent être dérivés de notre alimentation.​ Les aminoacides sont codés selon le tableau suivant​ tableau : Quels acides aminés seraient codés par : CGAUCACUCAAACAGUGA  Travail de pratique - Détermination des codons 1 - Identifiez les aminoacides qui vont être produit de ces codons m-RNAs ci-dessous: a)​ AAC - b)​ UCU - c)​ GAU - d)​ CCC - 2. Qu’est-ce qui sera la(les) séquences de codons pour: a)​ Leucine- b)​ Valine - 3. Quels sont les codons “STOP” de m-RNA: 4. Quel séquence aminoacide serait construite de la séquence CGCUAUAGC? Partie 2 - Tableau d’aminoacide ou codon Directives: Le tableau à la droite te montre comment déterminer une aminoacide va avec la séquence de m-RNA. Pour décoder un codon, commencez avec la “First Base”, ensuite la “Second Base” et finalement la “third base”. 1.​ Identifiez les aminoacides qui vont etre produit par les codes suivants: a)​ GUA b)​ UUU c)​ CAC d)​ UAA 2. Suppose la séquence DNA GCTATAATCG qui change à GCGATATCG. Comment est-ce que les produits de transcription et translation serait affecté?  Séquence mRNA Séquence aminoacide GCTATATCG GCGATATCG Leçon 2: Les mutations Définition: Types de mutations: L'ADN peut être modifié de nombreuses façons différentes, ce qui donne lieu à différents types de mutation.​ mutation.​ Voici un résumé rapide de quelques-unes d'entre elles : Substitution: La drépanocytose est causée par une substitution dans le gène de la bêta-hémoglobine, qui modifie un seul acide aminé dans la protéine produite.​ Insertion: Suppression: Décalage des gènes: Sommaire: Suppression: Insertion: -​ Décalage des gènes: Substitution: ​ Si une substitution modifie l'acide aminé, on parle de mutation de sens. ​ Si une substitution ne modifie pas l'acide aminé, on parle de mutation SILENCIEUSE. ​ Si une substitution transforme l'acide aminé en « stop », il s'agit d'une mutation à arrêt prématuré Complétez les cases ci-dessous. Classez chaque mutation comme étant soit une Suppression, une Insertion, ou une Substitution ET comme étant soit un Décalage du cadre de lecture, une Mutation de sens, une Mutation silencieuse ou une Mutation à arrêt prématuré (indice : une Suppression ou une Insertion sera toujours un Décalage du cadre de lecture). Séquence ADN original: T A C A C C T T G G C G A C G A C T Séquence mRNA: A U G U G G A A C C G C U G C U G A Séquence aminoacide: Méthionine - Tryptophan - Asparagine - Arginine - Cysteine - STOP Séquence mutée #1 : T A C A T C T T G G C G A C G A C T Séquence mRNA: Séquence aminoacide: Les effets? Quel type de mutation? Séquence mutée #2 : T A C​ GACCTTGGCGACGACT Séquence mRNA: Séquence aminoacide: Les effets? Quel type de mutation? Séquence mutée #3 : T A C A C C T T A G C G A C G A C T Séquence mRNA: Séquence aminoacide: Les effets? Quel type de mutation? Causes des mutations: Les mutations peuvent arriver pour une variété de raisons: Facteurs environnementales: Mutations neutres - Mutations positives - Mutations négatives - Leçon 3 - Évolution Certains des principaux mécanismes de l'évolution incluent la Dérive Génétique et la Sélection Naturelle : La dérive génétique: En d'autres termes, lorsque des personnes ayant le gène causant un trait génétique spécifique se reproduisent avec des personnes qui n'ont pas ce gène, le gène peut devenir plus prévalent ou disparaître complètement de la population. Exemple 1 : Un homme écrase un groupe de scarabées, tuant aléatoirement la plupart des verts mais laissant la plupart des marron en vie, ce qui entraîne une diminution des allèles verts et donc une production réduite de scarabées verts dans la population. Exemple 2 : En raison de successions aléatoires de naissances, une ville a une population inhabituellement élevée de personnes ayant les cheveux blond fraise, un trait qui augmente avec le temps et laisse très peu de personnes avec des couleurs de cheveux différentes. La séléction naturelle On peut le voir avec un exemple : Il existe une variation des traits. Par exemple, certains scarabées sont verts et d'autres sont marron.​ Les scarabées verts ont tendance à être mangés par les oiseaux et survivent donc moins souvent pour se reproduire par rapport aux scarabées marron. Les scarabées marron survivants ont des larves marron parce que ce trait a une base génétique. Le trait le plus avantageux, la coloration brune, qui permet au d'avoir plus de descendants, devient plus courant dans la population. Si ce processus se poursuit, tous les individus de la population seront bruns. La sélection artificielle: Les espèces envahissantes: Exemples:  Leçon 4 : Hérédité Génétique Mendélienne​ Gregor Johann Mendel (20 juillet 1822 – 6 janvier 1884) était un scientifique allemand et un moine augustin qui a acquis une renommée posthume en tant que fondateur de la génétique moderne. La couleur des pois est contrôlée par un gène qui existe en deux variétés ou allèles. Ils sont représentés par les lettres Y (jaune) et y (vert). Chaque parent contribue uniquement une seule copie de ce gène à sa progéniture, ce qui donne lieu aux probabilités suivantes : Ceci est vu comme dominance complète. Génotype fait référence aux lettres ou allèles présents, par exemple Yy.​ Phénotype fait référence à l'expression physique des allèles, par exemple les plantes jaunes. Homozygote signifie que les deux allèles sont identiques pour ce gène particulier, par exemple homozygote dominant (YY) ou homozygote récessif (yy).​ Hétérozygote signifie que des allèles différents sont présents pour ce gène particulier, par exemple (Yy). Problèmes d'exemple impliquant la dominance complète : 1.​ Chez les phoques, le gène pour la longueur des moustaches possède deux allèles. L'allèle dominant (W) code pour des moustaches longues et l'allèle récessif (w) code pour des moustaches courtes a)​ Quel pourcentage de descendants est attendu pour avoir des moustaches courtes lors du croisement de deux phoques à moustaches longues, l'un étant homozygote dominant (WW) et l'autre hétérozygote (Ww) ? b)​ Si un parent phoque est pur pour les moustaches longues (WW) et l'autre est à moustaches courtes (ww), quel pourcentage de descendants aura des moustaches courtes ? 2. La longueur de la queue chez les chats est déterminée par un allèle dominant (T) qui donne une queue longue. Si un chat mâle homozygote dominant à queue longue s'accouple avec une femelle à queue courte, à quoi ressembleront tous leurs chatons ? Que se passera-t-il si deux de leurs chatons adultes s'accouplent entre eux, à quoi ressembleront leurs descendants en ce qui concerne la longueur de la queue ? 3. Si deux chats à queue courte s'accouplent et que tous leurs descendants ont des queues courtes, que pouvez-vous dire sur le génotype des deux parents ? 4. Un chat à queue longue pourrait-il jamais avoir une progéniture ayant une queue courte ? 1)​ Définir les génétiques et l’hérédité. 2)​ Quelle est la différence entre les allèles dominantes et récessives? 3)​ Définir les termes homozygotes, hétérozygotes, génotypes et phénotypes. 4)​ Dessinez les échiquiers Punnett pour les cases ci-dessous. Énoncez le rapport pour chaque génotype produite. 5)​ Chez les humains, l'allèle qui code pour la capacité de goûter le PTC est dominant (T), tandis que l'allèle qui code pour l'incapacité à goûter ce composé est récessif (t). Un homme hétérozygote pour ce caractère épouse une femme qui ne peut pas goûter le PTC. a)​ Queles sont les génotypes pour l’homme et la femme? b)​ Dessinez l’échiquier Punnett pour montrer les génotypes possibles pour leurs enfants. c)​ Quel est le pourcentage prédit que leur progéniture va goûter le PTC?  d)​ Quel est le pourcentage prédit pour la progéniture qui ne va PAS goûter le PTC? 6) La couleur des yeux chez l'humain est héritée de telle sorte que les yeux bruns sont dominants et les yeux bleus sont récessifs. Utilisez les carrés de Punnett pour résoudre les problèmes suivants. Choisissez vos propres lettres pour représenter les caractères liés à la couleur des yeux. a)​ Un homme aux yeux bleus épouse une femme aux yeux bruns, dont la mère avait les yeux bleus. Quelle proportion des enfants pourrait avoir les yeux bleus ? b)​ Un homme aux yeux marron épouse une femme aux yeux bleus. Le premier enfant a les yeux bleus. Quel est le génotype de l’homme ? 7) Un père qui est homozygote pour les fossettes et une mère qui est hétérozygote pour les fossettes ont des enfants. a) Montrez les deux allèles portés par le père. (Utilisez « D » pour les fossettes et « d » pour lisse) b) Montrez les deux allèles portés par la mère. (Utilisez « D » pour les fossettes et « d » pour lisse) c) Complétez le carré de Punnett suivant en montrant le croisement et les combinaisons possibles des gènes chez les enfants. d) Selon les probabilités, quelle fraction de leurs enfants aura des fossettes ? e) Quelle fraction des enfants devrait être homozygote lisse ? (le cas échéant) f) Quelle fraction des enfants devrait être hétérozygote avec des fossettes ? (le cas échéant) g) Quelle fraction des enfants devrait être homozygote avec des fossettes ? (le cas échéant)  Leçon 6: Hérédité non mendélienne Dominance incomplète Un bon exemple de cela est la couleur des œillets. Les lettres utilisées pour représenter les allèles montrant une dominance incomplète sont souvent représentées uniquement par des lettres majuscules, car aucun des caractères n'est dominant sur l'autre. Exemple 1 : Chez les roses, la couleur des pétales est contrôlée par un gène avec deux allèles, W pour blanc et w pour rouge. W montre une dominance incomplète sur w. Quels seront les pourcentages de chaque couleur de descendance produite si deux roses roses sont croisées ? Codominance Un exemple de codominance : L'hérédité des groupes sanguins A, B, AB et O. Chez les humains, il existe 4 groupes sanguins (phénotypes) : A, B, AB et O. Le groupe sanguin est contrôlé par 3 allèles : IA , IB , Io (la lettre de base = I représente l'immunoglobuline). ​ Io est récessif ; deux allèles Io doivent être présents pour que la personne ait un groupe sanguin O. ​ Les allèles IA et IB sont codominants mais tous deux dominants par rapport à Io. Si une personne reçoit un allèle IA et un allèle IB, son groupe sanguin sera de type AB, dans lequel les caractéristiques des antigènes A et B sont exprimées. Hérédité liée au sexe Pourquoi ? L'hémophilie est un trouble de la coagulation du sang qui ralentit le processus de coagulation. Les personnes atteintes de cette condition éprouvent des saignements prolongés ou des suintements après une blessure, une opération ou un arrachage de dent. Dans les cas graves d'hémophilie, des saignements continus peuvent survenir après un traumatisme mineur ou même en l'absence de blessure (saignements spontanés). Des complications graves peuvent résulter des saignements dans les articulations, les muscles, le cerveau ou d'autres organes internes. Les formes plus légères de l'hémophilie n'impliquent pas nécessairement de saignements spontanés, et la condition peut ne devenir apparente qu'après des saignements anormaux suivant une opération ou une blessure grave. Les groupes sanguins humains sont déterminés par des gènes qui suivent le modèle de l'hérédité CODOMINANTE. Il y a deux allèles dominants (A et B) et un allèle récessif (O). Type sanguin Génotype Peut donner le sang à: Peut recevoir le sang (Phénotype) de: O ii (OO) A, B, AB et O (donneur O universel) AB IAIB AB A, B, AB, et O, (receveur universel) A IAIA ou IAi (IAO) AB, A O, A B IBIB ou IBi (IBO) AB, B O, B  1.​ Écrivez le génotype de chaque personne en fonction de la description : a. Homozygote pour l’allèle “B” _________​ b. Hétérozygote pour l’allèle “A” _________​ c. Type O _________​ d. Type “A” et a un parent de type “O” _________​ e. Type “AB” _________​ f. Le sang peut être donné à tout le monde _________​ g. Peut uniquement recevoir du sang d’un donneur de type “O” _________ 2.​ Complétez l’échiquier de Punnett montrant tous les types sanguins possibles pour la descendance produite par une mère de type “O” et un père de type “AB”. Quels sont les pourcentages de chaque type de descendance ? 3.​ Madame Essy est de type “A” et Monsieur Essy est de type “O.” Ils ont trois enfants nommés Matthew, Mark et Luke. Mark est de type “O,” Matthew est de type “A,” et Luke est de type “AB.” En se basant sur ces informations : a. Monsieur Essy doit avoir le génotype ______​ b. Madame Essy doit avoir le génotype ______ parce que ___________ a le groupe sanguin ______​ c. Luke ne peut pas être l’enfant de ces parents car aucun des parents n’a l’allèle _____. 4.​ Deux parents pensent que leur bébé a été échangé à l'hôpital. Nous sommes en 1968, donc la technologie de l'empreinte génétique n'existe pas encore. La mère a le groupe sanguin “O,” le père a le groupe sanguin “AB,” et le bébé a le groupe sanguin “B.” a. Génotype de la mère : _______​ b. Génotype du père : _______​ c. Génotype du bébé : ______ ou ________​ d. Carré de Punnett montrant tous les génotypes possibles pour les enfants produits par ce couple.​ e. Le bébé a-t-il été échangé ? _______________________ 5.​ En se basant sur les informations de ce tableau, quels hommes ne pourraient pas être le père du bébé ?  Nom Type Sanguin Mère Type O Bébé Type AB Barman Type O Gars au club Type AB Chauffeur de taxi Type A Serveur Type B 7. Chez les humains, l'hémophilie est un caractère lié au sexe. Les femmes peuvent être normales, porteuses, ou atteintes de la maladie. Les hommes auront soit la maladie, soit ne l'auront pas (mais ils ne seront jamais porteurs). Montrez le croisement entre un homme atteint d'hémophilie et une femme porteuse. Quelle est la probabilité que leurs enfants aient la maladie ? __________ Une femme porteuse épouse un homme normal. Montrez le croisement. Quelle est la probabilité que leurs enfants aient l'hémophilie ? Quel sera le sexe d'un enfant de la famille ayant l'hémophilie ? Une femme atteinte d'hémophilie épouse un homme normal. Combien de leurs enfants auront l'hémophilie, et quel sera leur sexe ?  Leçon 7: Application des génétiques - PETIT PROJET En partenaires, vous allez trouver une application génétique dans le monde scientifique moderne qui existe. Choisissez un thème, ensuite viens voir Mme Sheehan pour que ça soit approuvé. Directives: -​ Expliquez votre application à la classe. -​ Montrez (avoir un visuel) l’application à la classe. -​ Décrivez les effets positifs et négatifs de l’application