A3/ Exercices sur lapins himalayens / documents
Diap
gene_lapin_himmalaya.odp
©
gene_lapin-himmalaya.odt
rôles de l’environnement et
du génotype dans l’expression d’un phénotype.
Question : A partir des informations et de vos connaissances,
expliquez les rôles du gène de la tyrosinase et de l’environnement
sur la couleur des lapins himalayens.
Analyse de la question :
A partir des informations et de vos connaissances :
Cette expression rappelle la manière de travailler :
utiliser les données apportées par les documents
utiliser les connaissances pour répondre à la question.
Expliquez : le verbe indique l’activité à produire :
retrouver la ou les causes.
formuler l’enchaînement des mécanismes à l’origine du
phénomène.
Les rôles du gène de la tyrosinase et de l’environnement sur
la couleur des lapins himalayens : notions à utiliser et limites du
sujet
fonctionnement d’un gène, gène de la tyrosinase à lier à
la couleur du poil.
influence de l’environnement, température, à lier à la
couleur du poil.
Limite du sujet : lapins himalayens, pas lapins sauvages.
Dans l’exercice II.2, sur / 5 points, les barèmes tiennent
compte de :
la saisie des informations des documents /1 à 2
la mise en relation des informations des documents / 1 à 2
l’utilisation des connaissances / 1.5
Analyse partielle du texte : informations à relever dans le texte
La couleur sombre du pelage est due à la présence de mélanine
dans le poil.
La couleur blanche correspond à l’absence de mélanine dans le
poil.
La chaîne de biosynthèse de la mélanine débute par la
transformation de tyrosine par l’enzyme « Tyrosinase ».
Le gène de la Tyrosinase est le même pour les lapins sauvage et
himalayen.
Par contre les séquences alléliques de ce gène diffèrent au
codon 422 pour les lapins sauvage et himalayen.
Le texte indique que :
la couleur du pelage vient de la présence de mélanine
la mélanine vient de la transformation de tyrosine par la
tyrosinase au sein d’une chaîne de biosynthèse.
le gène de la tyrosinase possède 2 allèles, différentes au
codon 422
On sait que les phénotypes dépendent des protéines, qui elles
mêmes résultent de l’expression de gènes.
La couleur du poil dépend de la présence de mélanine dans les
cellules de poil, qui provient de la transformation de la tyrosine
par une chaîne de biosynthèse, dont la tyrosinase est le premier
enzyme.
On sait qu’il suffit d’une seule étape absente dans une
chaîne de biosynthèse pour le produit final ne se fabrique pas.
Donc, la couleur blanche du poil peut résulter de la présence
d’une tyrosinase non fonctionnelle, empêchant la production finale
de mélanine.
Analyse du document 1 : données à relever de l’électrophorèse
TS TH
Sens de migration
Zone de dépôt des gouttes de tyrosinases
TS = Tyrosinase du lapin Sauvage
TH = Tyrosinase du lapin Himalayen
On voit que les 2 tyrosinases ont de vitesses de migration
différentes : ce qui signifie qu’elles ont une composition
différente.
On sait que les enzymes sont des protéines et que les protéines
sont constituées d’acides aminés.
Le texte indique que les 2 allèles diffèrent au codon 422.
On sait qu’un codon du code génétique ne correspond à un seul
acide aminé.
La différence de migration résulte de différence de l’acide
aminé 422.
L’enzyme tyrosinase des lapins himalayens diffère d’un acide
aminé de celle des lapins sauvages.
Analyse du document 2 : données relevées de l’activité des
tyrosinases
Transformation de la Tyrosine par la Tyrosinase, à 30°C et 36°C.
% de Tyrosine transformée par la Tyrosinase
100%
TS à 30° et 36°C
TH à 30°C
TH à 36°C
0%
60 min
Temps d’action de la Tyrosinase
30°C : température des extrémités du lapin (oreilles, pattes,
…)
36°C : température centrale des lapins (ventre, dos…)
Action de la Tyrosinase S
Action de la Tyrosinase H
La légende indique que :
les extrémités du corps sont à 30°C
les parties centrales du corps sont à 36°C
Le graphique indique que :
à 30°C, la tyrosinase est transformée à 80% par la
tyrosinase H, en moins d’une heure.
à 36°C la tyrosine est peu transformée, 10%, par la
tyrosinase H,
en une heure.
L’activité de la tyrosinase est rapide à 30°C et très lente
à 36°C.
On sait que le site actif peut être modifié par la température.
On peut penser que la variation d’activité de la tyrosinase
résulte de la modification de son site actif.
Dernières informations relevées du texte :
Les lapins sauvages ont un pelage entièrement sombre.
Les lapins « himalayens » ont un pelage :
blanc sur le ventre, le dos, la tête, la plus grande partie
des pattes
noirs sur leurs extrémités : bout des pattes, queue, museau,
oreilles.
Lien avec le document 2 :
Les extrémités sombres sont à 30°C ; cette température
correspond à la température ou la tyrosinase H transforme la
tyrosine rapidement : les poils des extrémités contiennent donc de
la mélanine.
Les extrémités claires sont à 36°C ; cette température
correspond à la température ou la tyrosinase H transforme la
tyrosine très lentement : les poils des extrémités ne contiennent
donc pas de la mélanine.
Exemple de synthèse / bilan de la réponse :
D’abord relecture de la question : A partir des informations et
de vos connaissances, expliquez les rôles du gène de la tyrosinase
et de l’environnement sur la couleur des lapins himalayens.
Puis regroupement de l’essentiel en ciblant par rapport à
l’énoncé.
Chez les lapins, la couleur sombre des extrémités des oreilles
ou de la queue ou des pattes, vient de la présence de mélanine dans
les cellules des poils.
Cette mélanine est fabriquée par une chaîne de biosynthèse
dont la première étape est déterminée par le gène de la
tyrosinase.
Si l’allèle de la tyrosinase, présent dans ces cellules, n’est
pas fonctionnel, la tyrosine ne sera pas transformée et la mélanine
non fabriquée : le pelage sera blanc.
Les lapins himalayens portent l’allèle TH du gène de la
tyrosine, qui diffère au codon 422 : l’enzyme TH diffère de
l’enzyme TS par un acide aminé en position 422. Cette différence
modifie le site actif de TH, qui fonctionne très lentement dans les
températures élevées, par exemple 36°C.
Or chez les lapins himalayens, les extrémités sont plus froides,
30°C, que les parties centrales, 36°C : l’expérience montre qu’à
30°C l’enzyme TH est très active et peut transformer rapidement
la tyrosine, permettant ainsi la fabrication de mélanine dans les
poils. Tandis qu’à 36°C, elle est très peu active, ce qui
aboutit à l’absence de mélanine dans les poils.
La variation de couleur du poil chez les lapins himalayens résulte
donc de l’existence d’un allèle TH, déterminant une tyrosinase
différente par un acide aminé au niveau du site actif, ce qui le
rend inactif à 36°C. La variation de température au niveau des
parties centrales et des extrémités est ensuite responsable des
variations de pigmentation par la mélanine.
C/
poursuivre avec quelques articles colorés
