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R PLIC'A N

L'ENQUÊTEDONT TU ES LE HEROS

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E

E

Créé par Mélanie Fenaertprofesseur de SVTCC BY NC SA

// introduction

témoignage important

ce que vous savez déjà

votre méthode

votre mission

votre enquête

00

A chaque étape, selon vos réponses, vous recevrez des informations supplémentaires vous permettant de progresser dans votre enquête.

Comprendre le mode opératoire du criminel : le mode selon lequel se fait la réplicationReconstituer la scène de crime : schématiser la réplication

Toutes les cellules de l’organisme découlent de divisions cellulaires à partir de la cellule-œuf. Elles possèdent la totalité de l’information génétique, même si elles ne l’expriment pas dans sa totalité.

La réplication de l’ADN a lieu avant la division cellulaire...

Comment est assurée la stabilité de l'information génétique au cours des divisions cellulaires ?

Il existe 3 modèles hypothétiques de réplication ou fabrication d’une deuxième molécule d’ADN constituant la nouvelle chromatide. Les prochaines étapes vous aideront à schématiser les différentes hypothèses, en utilisant le bleu pour les chaines de nucléotides initiales et le rouge pour les chainesde nucléotides nouvellement créées.

01

// émettre des hypothèses

molécule d'ADN initialeon parle d'ADN double-brin ou bicaténaire

// le nom des 3 hypothèses

réplication conservative

02

réplication dispersive

réplication semi-conservative

Sachant que les termes de « conservative, semi-conservative et dispersive » font référence à la molécule d’ADN, titrez et éventuellement complétez vos schémas de l’étape 1, en utilisant toujours les 2 mêmes couleurs.

// description des 3 hypothèses

à l’issue de la réplication à partir d'une molécule d'ADN bicaténaire "mère", on obtient: - la molécule d’ADN double-brin « mère » (initiale) - une nouvelle molécule d'ADN double-brin totalement néo-formée.

réplication conservative

à l’issue de la réplication à partir d’une molécule d’ADN double-brin « mère », on obtient 2 molécules d’ADN double-brin dans lesquelles:- une des chaines de nucléotides provient de la molécule intiale; - l’autre, néoformée, est complémentaire de cette chaine. Chaque nouvelle molécule "fille" ne conserve donc que la moitié de la molécule "mère".

à l’issue de la réplication à partir d’une molécule d’ADN double-brin « mère », on obtient 2 molécules d’ADN dans lesquelles : Aucune chaine de nucléotide ne reste intacte, les nouvelles chaines sont constituées à la fois d'ADN de la molécule mère et d'ADN néo-formé (chaines « mosaïques »).

03

réplication dispersive

réplication semi-conservative

//expérimenter

Des bactéries Escherichia coli sont cultivées dans un milieu comportant du 15N. Lorsque l'ADN est extrait de ces cellules puis centrifugées sur un gradient salin de densité, l'ADN migre jusqu'au point où sa densité est égale à celle de la solution saline. D’autres bactéries Escherichia coli sont cultivées dans un milieu ne comportant que du 14N. Lorsque l’ADN est extrait de ces cellules puis centrifugées sur un gradient salin de densité, l’ADN va, lui aussi, migrer jusqu’au point où sa densité estégale à la densité de la solution saline.

Témoins

Expérience

Des bactéries E. coli sont cultivées dans un milieu ne contenant que de l’azote 15N pendant de nombreux cycles cellulaires. On considère alors que leur ADN ne contient que de l’azote 15N.On les remet ensuite en culture dans un milieu ne contenant que de l’azote 14N.

04

Résultats

Représenter les résultats attendus pour chacune des hypothèses à l’issue de ce 1er cycle cellulaire.Vous choisirez 2 couleurs différentes : - le bleu pour les chaines de nucléotides riches en 15N - le rouge pour les chaines de nucléotides riches en 14N

Représenter les résultats attendus pour chacune des hypothèses à l’issue de ce 1er cycle cellulaire.--> représenter des molécules d’ADN obtenues Vous choisirez 2 couleurs différentes : - le bleu pour les chaines de nucléotides riches en 15N - le rouge pour les chaines de nucléotides riches en 14N

L'azote est un constituant majeur de l'ADN. L'azote 14 (14N) en est, de loin, l'isotope le plus répandu sur terre, contrairement à l'azote 15 (15N) considéré comme "lourd". Ce dernier n'est pas radioactif, juste plus lourd que l'isotope commun, car il contient un neutron supplémentaire.De l'ADN dont tous les atomes d'azote sont des 15N est donc globalement plus lourd que de l'ADN dont tous les atomes d'azote sont des 14N.On parle donc d'ADN "lourd" et d'ADN "léger". Cette différence a des conséquences sur la position des molécules d'ADN dans le tube suite à la centrifugation sur gradient de densité.

> Utiliser le même code couleur que précédemment en précisant que les chaines de nucléotides initiales sont les chaines riches en 15N, alors que les chaines nouvellement formées sont riches en 14N.> Souvenez-vous qu’une molécule d’ADN est constituée de 2 chaines de nucléotides.

05

// représenter les résultats attendus

Complétez vos schémas de l’étape 1, en utilisant les 2 mêmes couleurs.

Si vous n’y arrivez pas... demandez le document de secours 1 !

Si la réplication se fait selon le mode semi-conservatif : Comment vont être les deux molécules d’ADN à l'issue de la réplication ?Quel pourcentage de molécules d'ADN "lourd" ? D'ADN "léger" ? D'ADN avec un autre poids moléculaire ?

Si la réplication se fait selon le mode conservatif : Comment vont être les deux molécules d’ADN à l'issue de la réplication ?Quel pourcentage de molécules d'ADN "lourd" ? D'ADN "léger" ? D'ADN avec un autre poids moléculaire ?

Si la réplication se fait selon le mode dispersif : Comment vont être les deux molécules d’ADN à l'issue de la réplication ?Quel pourcentage de molécules d'ADN "lourd" ? D'ADN "léger" ? D'ADN avec un autre poids moléculaire ?

// development

Comparez ce résultat avec les résultats attendus. Une des hypothèses est réfutée. Précisez laquelle, en justifiant votre réponse.

Vous pensez que l'hypothèse conservative est refutée.Vous pensez que l'hypothèse semi-conservative est refutée.Vous pensez que l'hypothèse dispersive est refutée.Vous ne comprenez pas comment faire. :(

06

// résultats obtenus

Reprenez les schémas réalisés lors de l’étape 1 • Indiquez quelle est la densité de chacune des molécules d’ADN obtenue pour les différentes hypothèses: • Indiquez la proportion de chacune des formes d’ADN. • Comparez ce résultat aux résultats attendus. Quelle(s) est(sont) la ou les hypothèses à réfuter ou à conserver?

07

// besoin d'aide ?

Vous pensez que l'hypothèse conservative est refutée.Vous pensez que l'hypothèse semi-conservative est refutée.Vous pensez que l'hypothèse dispersive est refutée.

> si une des chaines est constituée de 14N et l’autre de 15N (ADN 14N/15N), alors, sur le schéma, une des chaines est bleue, l’autre est rouge, la densité de la molécule sera intermédiaire.

> si les 2 chaines sont constituées de 14N (ADN 14N/14N), alors sur le schéma, les 2 chaines de nucléotides sont rouges, la molécule sera «légère», c’est-à-dire au même endroit dans le tube que le témoin ADN 14N.

> si les 2 chaines sont constituées de 15N (ADN 15N/15N), alors sur le schéma, les 2 chaines de nucléotides sont bleues, la molécule sera «lourde», c’est-à-dire au même endroit dans le tube que le témoin ADN 15N.

... il reste encore 2 hypothèses !Les bactéries sont maintenues pendant une génération supplémentaire dans un milieu contenant du 14N.> Représenter, pour chacune des 2 hypothèses restantes, les molécules d’ADN obtenues après ce cycle supplémentaire, en gardant le même code couleur : bleu pour les chaines de nucléotides 15N, rouge pour les chaines de nucléotides 14N.

08

// interprétation correcte mais...

Vous vous êtes trompés, ou vous n’y arrivez pas... demandez le document de secours 2 !

09

// interprétation erronée !

10

// interprétation erronée !

11

// interpréter

Comparez ce résultat avec les résultats attendus. Les hypothèses restantes sont-elles validées, réfutées ?

> Rédigez une phrase de conclusion répondant au problème !

12

// conclure

BRAVO !

ENQUÊTE RESOLUE !

La réplication de l'ADN se fait selon le mode semi-conservatif.

//crédits et ressources

STRUCTURE DE L'ENQUETE

Brigitte Le Meur Millard, modifié et médiatisé par Mélanie Fenaert

Pixabay, Wikicommons, passionnetesneurones.com, planet-vie.ens.fr

très bon article synthétique sur le site Planet-Vie (ENS)

tinyurl.com/replic-adn (en anglais, très compréhensible)

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