Td corrigé Les gènes du développement - Raymond Rodriguez pdf

Les gènes du développement - Raymond Rodriguez

Du sexe génétique au sexe gonadique : mise en jeu d'un gène situé sur le gonosome Y. ... Elaboration d'une synthèse (question type 3 d'un sujet de bac) par mise en ... L'examen du placenta montre des anastomoses entre les circulations ...




part of the document



Ï% Polycopiés
1  HYPERLINK \l "fichélève" fiche élève par élève
12  HYPERLINK \l "fichposte" fiches poste DROSDOPHILE + MAMMIFERES en recto-verso
1 transparent de la  HYPERLINK \l "fichposte" fiche poste CONSIGNES
1transparent couleur de chacune des  HYPERLINK \l "fichposte" fiches poste 1 à 6

Ï% Dans la salle
RAS

Ï% Par poste (6 postes identiques)
2 fiches poste sous pochette plastique (DROSOPHILE + MAMMIFERES en recto verso)
1 transparent couleur sous pochette plastique (parmi les transparents 1 à 6)
- Table 1 (1er rang côté porte) : 1. Bicoïd
- Table 2 (1er rang côté fenêtre) : 2. Ultrabithorax
- Table 3 (2ème rang côté porte) : 3. Antennapedia
- Table 4 (2ème rang côté fenêtre) : 4. Hox et colonne vertébrale (2 transparents)
- Table 5 (3ème rang côté porte): 5. Hoxd-13 (doigts)
- Table 6 (3ème rang côté fenêtre) : 6. Transgénèse


Commentaires

Conduite de la séance

Pas de fiche de TP elle est remplacée par le transparent fiche poste CONSIGNES

Voir données complémentaires page suivante
Mutations illustrées dans les manuels

SourisHox A7colonne vertébrale (proatlas)Hatier 260,5dessinHox B1localisation protéines Nathan 178,7dessinHox B4Hachette 242,2photos Hox B9Hox B6colonne vertébrale
(T0 surnuméraire)Hatier 250,10dessin Hox C8colonne vertébrale
(T14 surnuméraire)Hatier 260,5dessin Nathan 177,6dessin + texteBelin 257,5dessinHox D4colonne vertébrale (C1-C7)Hachette 243,3photos Hox D11colonne vertébrale
(L7 surnuméraire)Hatier 260,5dessin Hox D13doigts (cartilage / os) ?Hachette 243,Aphotos Belin 266-267, 6photoscolonne vertébrale (S)Belin 266-267, 6photos + texteDrosophileBicoïd (*)détermine thoraxBelin 267,7dessins + expérienceHachette 257texte La RechercheAntennapediapattes à la place d’antennesHatier 248,5photosBelin 256,2dessinDidier 196photos + texteNathan 170,1 ; 171,2photos + dessinsBithorax4 ailesBelin 256,4photosDeformedtête déforméeBelin 256,3dessins?Yeux à la place des antennesDidier 200,IIIphoto (*) Bicoïd est un gène du développement mais ce n’est pas un gène homéotique.

TransgénèseAntennapediaHox B6Belin 261,2électronographiesHachette 2454photosHatier 250,11photoNathan 173,4dessinsœil sur pattePax 6Didier 199,6photoœil sur antenne
Didier 200électronographie
Voir aussi
- PLS Dossier « Évolution » 1997
-  HYPERLINK "..\\articles\\Genes homeotiques.rtf" Encyclopédie Universalis




Fiche Poste Consignes

SVT - Seconde Chapitre 2.3 - TP n° 3
Les gènes du développement
D’après Alain Cotten Lycée Jaufré Rudel - Blaye
Objectif de connaissance. Rôle et fonctionnement des gènes homéotiques.Activité Capacités - Exigences - Conseils de méthode Auto évaluationPrésenter et exploiter les
documents mis à votre
disposition.

Réponse orale au rétroprojecteur.Expliquer de quoi il s’agit.
Indiquer quel est le gène mis en cause et sur quel chromosome il se trouve
Indiquer quel est le rôle du gène dans des conditions normales (sans mutation).
Indiquer quels sont les effets de la mutation.ABCDEPour travailler ce sujet à la maison à l'aide du manuel, voir p. 248 à 251 - Exercices 4 p. 258, 5 et 6 p. 260. 
Fiche Poste DROSOPHILE
Les gènes du développement
Notions de base

Bien que tous les gènes soient présents dans toutes les cellules d’un organisme, chacun ne s’exprime que dans certaines catégories cellulaires (ainsi, le gène de l’hémoglobine se trouve dans toutes les cellules, mais l’hémoglobine ne se trouve que dans les hématies).

Certains gènes interviennent pour déterminer les structures caractéristiques de chaque région de l’animal. Ils sont connus grâce aux mutations qui provoquent la transformation d’une partie du corps en une autre. Ce phénomène, d’après un terme grec, porte le nom d’homéosis. Les gènes correspondants sont appelés gènes sélecteurs homéotiques (ou gènes homéotiques) car ce sont eux qui sélectionnent les gènes qui seront activés dans chaque cellule, c’est-à-dire ceux qui s’exprimeront.

Cas de la Drosophile

Chez la Drosophile, les gènes homéotiques sont regroupés en deux complexes : ANT-C et BX-C. Le premier ensemble est constitué de 5 gènes qui déterminent les structures de la tête et de la région antérieure du thorax. Le second complexe (3 gènes) détermine les structures du 3ème segment thoracique et de l’abdomen.
Tous ces gènes sont localisés sur le chromosome 3. L’ordre des gènes sur le chromosome reflète celui dans lequel ils s’expriment le long de l’axe antéro-postérieur.




T1 à T3 : segments thoraciques

A1 à A9 : segments abdominaux


























D’après Biologie du développement,
Houdry et al, 1998 - modifié

Chaque gène homéotique est inhibé (“bloqué”) en position postérieure par celui qui suit (ainsi, le gène Ultrabithorax qui empêche le gène Antennapedia de s’exprimer dans la région 6). Lorsqu’un gène ne s’exprime plus dans son territoire normal (suite à une mutation), un autre gène impose son information de position.

Fiche Poste MAMMIFERES
Les gènes du développement
Notions de base

Bien que tous les gènes soient présents dans toutes les cellules d’un organisme, chacun ne s’exprime que dans certaines catégories cellulaires (ainsi, le gène de l’hémoglobine se trouve dans toutes les cellules, mais l’hémoglobine ne se trouve que dans les hématies).

Certains gènes interviennent pour déterminer les structures caractéristiques de chaque région de l’animal. Ils sont connus grâce aux mutations qui provoquent la transformation d’une partie du corps en une autre. Ce phénomène, d’après un terme grec, porte le nom d’homéosis. Les gènes correspondants sont appelés gènes sélecteurs homéotiques (ou gènes homéotiques) car ce sont eux qui sélectionnent les gènes qui seront activés dans chaque cellule, c’est-à-dire ceux qui s’exprimeront.

Cas des Mammifères



in Lemoigne Biologie du développement 1997,151 - simplifié



Les gènes homéotiques s’expriment dès le début du développement embryonnaire. Une perturbation de leur expression provoque des anomalies.
Ces gènes ne s’expriment pas dans un tissu particulier mais dans une région déterminée, quels que soient les types cellulaires présents.
Leur mode de fonctionnement est encore mal connu.

Chez la Souris, les gènes Hox A sont sur le chromosome 6, les gènes Hox B sont portés par le chromosome 11, les gènes Hox C sont localisés sur le chromosome 15 alors que les gènes Hox D se trouvent sur le chromosome 2.


Fiche Poste 1
1. Rôle du gène bicoïd chez la Drosophile

Déterminer le rôle du gène bicoïd (bcd) dans le développement
de l’embryon de la Drosophile.

Expérimentation

Situation A : aucune action expérimentale (Témoin, gène bcd+ non muté).
Situation B : le gène bcd a subi une mutation (bcd-) qui l’empêche de fonctionner
Situation C : le cytoplasme de la région antérieure d’un embryon normal (bcd+) est transféré vers la région antérieure d’un embryon muté (bcd-).
Situation D : le cytoplasme de la région antérieure d’un embryon normal (bcd+) est transféré vers la région postérieure d’un autre embryon bcd+.

Résultats obtenus

Te : tête
Th : thorax
Ab : abdomen



























Dosage de la protéine synthétisée
à partir du gène bicoïd, en fonction de la position
dans l’embryon


(U.A. = unité arbitraire)










D’après Belin 2-00, 267 (modifié)



Fiche Poste 2
2. Le gène homéotique Ubx
chez la Drosophile


Le gène Ultrabitorax (Ubx) détermine les structures localisées dans la région 6 (région postérieure du segment thoracique T3 et région antérieure du segment abdominal A1, f. doc. “Les gènes du développement”)

Si une mutation empêche ce gène de s’exprimer normalement, les Drosophiles possèdent deux paires d’ailes (fig. b.)

En déduire le rôle du gène
Ultrabithorax dans les
conditions normales.













D’après Belin 2-00,256



Fiche Poste 3
3. Le gène homéotique Antennapedia chez la Drosophile

Le gène homéotique Antennapedia (Antp) détermine les structures localisées dans les régions 4 et 5 (régions thoraciques, cf. doc. “Les gènes du développement”)

Le gène Salm est exprimé dans les ébauches d’antennes, ce qui permet aux tissus embryonnaires d’évoluer en antennes. Ce gène est également présent dans les ébauches de pattes mais il est réprimé (“bloqué”) par le gène Antp (Antennapedia).
Dans la mutation Antennapedia, le gène homéotique Antp s’exprime dans la région céphalique, où normalement il ne doit pas s’exprimer.
in Lemoigne Biologie du développement 1997,155



a. Drosophiles normales ;
b. Drosophiles mutantes antennapedia
électronographies : Hatier 2-00,248
dessin : Belin 2-00,256

Proposer une explication de la morphologie des Drosophiles mutantes.


Fiche Poste 4
4. Rôle des gènes homéotiques
dans la mise en place
de la colonne vertébrale de la Souris
Les embryons de mammifères possèdent, pendant une partie de leur développement et de part et d’autre de l’axe nerveux, une succession de massifs cellulaires : les somites.
Ces somites sont à l’origine des vertèbres, des côtes et des muscles associés.



Les mutations de certains gènes homéotiques affectent certaines régions de la colonne vertébrale. En voici quelques exemples.
Proposer une explication.


Gène Hox d4
a = individu normal 
b = mutation du gène Hox d4





in Hachette2-24













Gène Hox d13
a = individu normal 
b = mutation du gène Hox d13










in Belin 2-00,267











Gène Hox c8 














in Hatier 2-00,260





Gène Hox d11 
























in Hatier 2-00,260


Fiche Poste Table 5
5. L’inactivation du gène Hox d-13

Le gène Hox d-13 s’exprime dans le tronc de l’embryon mais aussi dans les bourgeons des membres. La mutation a un effet sur les quatre membres où l’on observe un raccourcissement des doigts. Cela est dû au raccourcissement de plusieurs os et à l’absence totale de la dernière phalange dans deux doigts de chaque patte.
Ces anomalies résultent d’un retard de croissance de l’extrémité des pattes chez les mutants. Les ébauches cartilagineuses des os des doigts sont moins bien individualisées et il y a un retard d’ossification de plusieurs os. La mutation du gène Hox d-13 déclenche un retard dans le développement des membres, de sorte que les deuxièmes phalanges n’ont pas le temps d’apparaître.
Proposer une explication.


Squelettes des extrémités de pattes de souriceaux
a = normal ;
b = dont le gène Hox d-13 n’est pas fonctionnel.


Sur ces photographies, le cartilage est coloré en bleu, l’os en rose.




D’après Hachette 2-00,243










Extrémité postérieure d’une souris dont le gène
Hox d-13 est normal (a)
ou muté (b)


P = phalange
M = métatarse

Chiffres romains :
numéros des doigts










in Belin 2-00,267


Fiche Poste 6
6. Transfert de gène


Chez la Souris, le gène Hox b-6 détermine la position des organes au niveau du thorax. Sa séquence de nucléotides est proche de celle du gène Antennapedia de la Drosophile.

Un dysfonctionnement du gène Antennapedia chez la Drosophile provoque l’apparition de pattes à la place des antennes (d’où le nom du gène).













D’après Didier 2-00,196



Il est possible de transférer des gènes d’une espèce sur un chromosome d’un individu appartenant à une autre espèce. On a réussi à transférer le gène Hox b-6 de la Souris dans un œuf de Drosophile.

À gauche tête de Drosophile normale, à droite, tête de Drosophile ayant reçu le gène Hox b-6 de Souris.
D’après Belin 2-00,261



Expliquer le résultat obtenu.





Ï%Ï%Ï%

RR -  SAVEDATE \@ "dd/MM/yy" \* MERGEFORMAT 28/01/04 -  FILENAME \* MERGEFORMAT 223tp3.doc -  PAGE 5/ NUMPAGES 1

RR -  SAVEDATE \@ "dd/MM/yy" \* MERGEFORMAT 28/01/04 -  FILENAME 223tp3.doc -  PAGE \* MERGEFORMAT 4/ NUMPAGES \* MERGEFORMAT 1
































 EMBED Word.Picture.8 







 :