TD sur l'ADN

La transgénèse met en évidence l’universalité de l’ADN. Comment l’information contenue par la molécule d’ADN peut être lue par différentes espèces?

Comment est organisée la molécule d’ADN?

Le 25 avril 1953, la structure de la molécule d’ADN est décrite dans un article de la célèbre revue scientifique Nature. Cet article comporte un dessin de la molécule. Les auteurs sont le biologiste américain James Watson (24 ans) et le physicien britannique Francis Crick (36 ans). Cette découverte, l’un des événements scientifiques majeurs du XXe siècle. Le prix Nobel de médecine fut décerné en octobre 1962 à James Watson, Francis Crick et Maurice Wilkins.

L’image ci-contre obtenue par Rosalind Franklin en 1953, spécialisée dans la cristallographie par rayons X, apporta les éléments essentiels à l’établissement du modèle proposé par Watson et Crick. Des travaux utilisés sans son autorisation préalable.

1) Organisation de la molécule d’ADN

Allez sur le lien https://libmol.org .

- Une fois le logiciel ouvert, recherchez le fichier de « ADN 14 paires de bases ». - A l’aide de la souris vous pouvez faire pivoter la molécule pour mieux l’observer.

La fonction « commandes », vous permet de choisir le mode de représentation et la coloration. Par défaut la représentation est sous forme « boules » représentant les atomes et « bâtonnets » indiquant les liaison covalentes entre les atomes.

- Colorez par atomes.

- Identifiez les différents atomes qui composent la molécule d’ADN. Quelle type de molécule est l’ADN? (voir unité chimique du vivant).

- Colorez la molécule d’ADN par « chaine ». Décrivez la forme et la structure de l’ADN.

Compétences Pratiquer une démarche scientifique: observer, questionner, raisonner avec rigueur, modéliser. Recenser, extraire et organiser des informations. Savoir suivre un protocole. Savoir utiliser un logiciel de modélisation. Manifester sens de l’observation.

2) Les atomes constitutifs de l’ADN.

- Colorez la structure d’ADN par « Résidus », un résidu correspond à une sous unité de la molécule. Combien d’éléments différents observez-vous? A l’aide de vos observations, expliquez les résultats obtenus décris par le document 2.

3) Les nucléotides.

L’ADN est constitué d’une succession d’éléments appelés nucléotides. Chaque nucléotide est composé de 3 parties reliées entre elles par des liaisons covalentes.

- Ouvrez les fichiers « paire de nucléotides adénosine thymidine » - Identifiez l’acide phosphorique, le désoxyribose, la thymine et l’adénine. - Schématisez les liaisons entre les différents éléments au sein d’un nucléotide et les liaisons entre nucléotides à partir des symboles suivant:

- Recommencez avec la « paire de nucléotide guanosine cytidine » - Revenez à la molécule d’ADN initiale, identifiez comment une paire de nucléotides est reliée à la paire de nucléotides suivante. - Schématisez un enchaînement de 4 paires

...