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DES DEBUTS DE LA GENETIQUE AUX ENJEUX ACTUELS DES BIOTECHNOLOGIES (10semaines)

Chapitre 7 : Naissance d'une jeune science : la génétique
(science de l'hérédité)
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I : La génétique naît avec Mendel :

 

A : La théorie de l'hérédité par mélange :

 

p44 : Une fleur est souvent bisexuée. Les étamines sont les organes mâles portant les gonades anthères créant les gamètes grain de pollen. Le pistil est l'organe femelle portant la gonade ovaire créant les gamètes ovules. Botanistes et agriculteurs ont de tout temps cherché à améliorer l'aspect décoratif ou la valeur alimentaire de leurs plants. Ils réalisent la pollinisation croisée en frottant les étamines d'une fleur sur le pistil d'une autre fleur de même espèce. L'hybride obtenu réunit les caractères recherchés mais est instable. Ce croisement s'appuie sur la théorie de "l'hérédité par mélange" qui suppose que les caractères fusionnent après fécondation.

Dissection de fleur, fruit, graine.

B : Mendel et la théorie de l'hérédité particulaire (1870) :

 
p46 : Mendel (1822-1884) a pour but de créer des hybrides stables de pois. Il crée cette nouvelle théorie car il n'observe pas de transition graduelle entre les caractères parentaux. De plus l'intégrité des caractères est préservée s'ils réapparaissent en F2. Mendel limite son étude à des caractères morphologiques bien marqués, ce qui lui permet de réaliser une démarche expérimentale rigoureuse, interprétée par une analyse statistique de ces résultats.
p48 : Les lois de Mendel publiées en 1870 ont été négligées à l'époque par manque de connaissances :
>La génération F1 hybride est uniforme et exprime le caractère dominant A, possédant aussi le récessif a.
> Le croisement de 2 F1 donne une génération F2 où les caractères A et a sont disjoints.
> La séparation de ces caractères se fait au hasard (ségrégation indépendante) : 25% AA, 50%Aa, 25%aa !

expériences de mono-hybridisme et dihybridisme

"Il était une fois ... l'ADN", un site sur les bases de la génétique

Dissection de glandes salivaires de chironomes pour observer des chromosomes géants

II : La théorie chromosomique de l'hérédité (1903) :

Exercice 3 p6 , 6 p64

A : Les apports du microscope :

 

p50 : En 1903, 2 cytologistes observent les étapes de la méiose et constatent le parallélisme entre le comportement des chromosomes et celui des facteurs héréditaires. Après 34ans d'oubli, l'intérêt des travaux de Mendel est compris.
Ceci montre qu'une théorie scientifique est une construction intellectuelle qui reflète l'idée que l'on se fait de la réalité à un moment donné. Cette réalité évolue au fur et à mesure de la découverte de nouveaux faits d'observations et des confrontations successives aux résultats expérimentaux. La science construit son objet d'étude, guidée vers le but à atteindre, et ne se contente pas d'accumuler des observations

Elevage de drosophiles puis observation au microscope
leur caryotype

Exercice 4 p64

B : Les chromosomes portent les gènes :

 

p52 : On appelle gène (Johannsen, 1909) toute particule ayant les propriétés d'un facteur mendélien.
Morgan (1866-1945) travaille sur la transmission des mutations chez les drosophiles. Les résultats variant selon le sexe porteur, un facteur mendélien est pour la première fois assigné à un chromosome : le X. Morgan détermine d'autres caractères liés au X d'où l'idée qu'un même chromosome peut porter plusieurs gènes. Ceci contrarie la 3ième loi de Mendel qui doit être restreinte aux gènes indépendants.
p54 : En 1910, la mise en relation de l'observation des chiasmas avec les % des résultats expérimentaux a débouché sur la construction de cartes génétiques indiquant la position des gènes liés, chacun en son locus. Le gène représente alors une unité de fonction, de recombinaison et de mutation.

Logiciel génétics

Exercice 7 p64

 

Conférence d'Albert Khan :
des gènes et des hommes

III : Passage du niveau cellulaire au niveau moléculaire :

 

A : L'avènement de la biologie moléculaire de 1940 à 1965 :

 

Ont été découverts successivement la relation gène / protéine en 1941, la nature chimique du gène en 44, la structure en double hélice de l'ADN en 53, la réplication semi-conservative de l'ADN en 58, la transcription en ARN puis la traduction en protéine en 65 et enfin le code génétique entre 61 et 65. Cette rencontre entre la génétique traditionnelle et la biochimie donne naissance à la biologie moléculaire.

Exercice 5 p64

B : La révolution technologique du début des années 70 :

 

L’utilisation des enzymes de restriction permet la fragmentation de la molécule d'ADN, ces fragments peuvent être séparés par électrophorèse. Ceci permet l'isolement de gènes, leur séquençage et ouvre la voie du clonage des gènes dans différents génomes grâce à des vecteurs pour les faire s'exprimer.
Le gène est maintenant défini comme une séquence de nucléotides au sein d'une molécule d'ADN conditionnant l'expression des caractères anatomiques et physiologiques des êtres vivants.
En contribuant à une évolution importante du concept de gène et de la perception du polymorphisme, cette révolution technologique fait entrer la génétique dans l’ère des biotechnologies.

Logiciel génie génétique : Digestion de l’ADN par des enzymes de restriction et électrophorèse

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