TP 1 Diversit gnomique par Innovations gntiques Utilisation

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TP 1, Diversité génomique par Innovations génétiques Utilisation du logiciel Anagène

TP 1, Diversité génomique par Innovations génétiques Utilisation du logiciel Anagène

1. Rôle de l’alpha antitrypsine 1. A l’aide du document suivant, résumer le rôle

1. Rôle de l’alpha antitrypsine 1. A l’aide du document suivant, résumer le rôle de l’alpha antitrypsine L’AT inhibe l’enzyme élastase, et permet ainsi le soutien des cellules notamment les cellules pulmonaires. 2. Décrire cette maladie en quelques phrases. L’emphysème pulmonaire est une maladie des poumons. La paroi des alvéoles pulmonaires est détruite par l’élastase, ce qui provoque un gonflement de ces alvéoles et leurs mauvais fonctionnement.

2. Polymorphisme du gène codant pour l’alpha antitrypsine 1. A partir de ce document,

2. Polymorphisme du gène codant pour l’alpha antitrypsine 1. A partir de ce document, indiquez si le gène codant pour AT est un gène polymorphe ? Méthode : - Présenter le document - Trier les informations nécessaires pour répondre à la question. - Conclure en répondant à la question. Ce document présente un tableau montrant différentes caractéristiques de quelques allèles du gène AT. L’AT est codé par un gène polymorphe puisqu’il possède au moins deux allèles ayant une fréquence supérieure à 1%. Exemple : M’ 1 ayant une fréquence de 20 à 23 % et M 1 ayant une fréquence de 44 à 49%.

2. Polymorphisme du gène codant pour l’alpha antitrypsine 1. A partir de ce document,

2. Polymorphisme du gène codant pour l’alpha antitrypsine 1. A partir de ce document, indiquez si le gène codant pour AT est un gène polymorphe ? Ce document présente un tableau montrant différentes caractéristiques de quelques allèles du gène AT. L’AT est codé par un gène polymorphe puisqu’il possède au moins deux allèles ayant une fréquence supérieure à 1%. Exemple : M’ 1 ayant une fréquence de 20 à 23 % et M 1 ayant une fréquence de 44 à 49%. 2. Etablissez trois ensembles regroupant ces allèles : les allèles normaux, les allèles déficients et les allèles « NULL » . Justifiez votre choix. Allèles normaux : M’ 1, M 2, M 3 100% d’AT dans le sang par rapport à la normale Allèles déficient : S, Z Allèles Null : Null 1, Null 2 Production d’AT dans le sang inférieure à la normale. Pas d’AT dans le sang.

3. Identifier les différences entre les allèles de AT. 1. Comment appelle-t-on les différences

3. Identifier les différences entre les allèles de AT. 1. Comment appelle-t-on les différences observées ? mutation 2. Remplir le tableau suivant (hors dernière colonne). Séquence du gène Séquence de la protéine Codons Type de mutation C 710 T GCG 237 GTG Substitution Ala 237 Val G 374 A CGT 125 CAT Substitution Arg 125 His C 710 T GCG 237 GTG Substitution Ala 237 Val A 1200 C GAA 400 GAC Substitution Glu 400 Asp C 710 T GCG 237 GTG Substitution Ala 237 Val A 863 T GAA 288 GTA Substitution Glu 288 Val Z G 1096 A GAG 366 AAG Substitution Glu 366 Lys NULL 1 C 552 - TAC 184 TAG Délétion Tyr 184 - C 710 T GCG 237 GTG Substitution Ala 237 Val A 721 T AAG 241 TAG Substitution Lys 241 - Nom de l’allèle Nucléotides M 1 M 2 M 3 S NULL 2 Acides aminés

4. Conséquences de ces différents allèles sur les phénotypes 2. Montrer que les conséquences

4. Conséquences de ces différents allèles sur les phénotypes 2. Montrer que les conséquences sur les phénotypes aux différentes échelles d’une mutation sont très variables. - La mutation C 710 T, c’est-à-dire le passage de l’allèle M’ 1 à l’allèle M 1, n’a aucune conséquence sur le phénotype cellulaire et macroscopique. C’est une mutation neutre. (pas de conséquence) - La mutation C 552 - , c’est-à-dire le passage de l’allèle M’ 1 à l’allèle NULL 1, provoque un emphysème pulmonaire au niveau du phénotype macroscopique. C’est une mutation non-sens (formation d’un codon stop).

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus ii 4 et ii 5. ii 4 : (M 1; M’ 1) (M 1 / M’ 1) M 1 M’ 1 ii 5 : Null 1 2. Raisonner à partir de ces données pour indiquer le génotype de i 1 et i 2. Vous préciserez les relations de dominance / récessivité. Génotype des parents (i) M 1 Null 1 Génotype des enfants (ii) ii 4 : M 1 M’ 1 Null 1 ii 5 : Null 1

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus ii 4 et ii 5. ii 4 : (M 1; M’ 1) (M 1 / M’ 1) M 1 M’ 1 ii 5 : Null 1 2. Raisonner à partir de ces données pour indiquer le génotype de i 1 et i 2. Vous préciserez les relations de dominance / récessivité. Génotype des parents (i) Phénotype des parents M 1 Null 1 [sain] M’ 1 Null 1 [sain] Les parents étant hétérozygotes et de phénotype sain, M 1 et M’ 1 sont donc des allèles dominants par rapport à Null 1 qui est récessif.

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus ii 4 et ii 5. ii 4 : M 1 M’ 1 ii 5 : Null 1 2. Raisonner à partir de ces données pour indiquer le génotype de i 1 et i 2. Vous préciserez les relations de dominance / récessivité. Génotype des parents (i) M 1 Null 1 M’ 1 Null 1 Les parents étant hétérozygotes et de phénotype sain, M 1 et M’ 1 sont donc des allèles dominants par rapport à Null 1 qui est récessif. 3. On dit que ces allèles sont codominants au niveau biochimique, expliquer pourquoi. i 1 : production de 130 mg/dl-1 Tous les allèles s’expriment, ils fabriquent AT ou i 4 : production de 235 mg/dl-1 une protéine plus courte non fonctionnelle dans le cas de Null 1.

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus

5. Relation génotype/phénotype et transmission à la descendance 1. Indiquez le génotype des individus ii 4 et ii 5. ii 4 : M 1 M’ 1 ii 5 : Null 1 2. Raisonner à partir de ces données pour indiquer le génotype de i 1 et i 2. Vous préciserez les relations de dominance / récessivité. Génotype des parents (i) M 1 Null 1 M’ 1 Null 1 3. On dit que ces allèles sont codominants au niveau biochimique, expliquer pourquoi. i 1 : production de 130 mg/dl-1 Tous les allèles s’expriment, ils fabriquent AT ou i 4 : production de 235 mg/dl-1 une protéine plus courte dans le cas de Null 1. 4. A partir des génotypes de iii 2 et iii 3, montrez le rôle de l’environnement dans l’expression du phénotype. Génotype : iii 2 : M 1 Null 1 Phénotype : [sain] Environnement : Non fumeur iii 3 : M 1 Null 1 [malade] Fumeur

6. Histoire évolutive du gène AT Arbre reconstituant la filiation du gène codant pour

6. Histoire évolutive du gène AT Arbre reconstituant la filiation du gène codant pour AT M’ 1 Z Null 1 G 1096 A C 552 M 1 Null 2 S A 863 T G 374 A 721 T X C 710 T A 1200 C M 2 A M 3

Toutes ces substitutions ont ici modifié la protéine AT produite, mais avec des conséquences

Toutes ces substitutions ont ici modifié la protéine AT produite, mais avec des conséquences diverses sur le phénotype moléculaire : La formation de M 1, M 2 et M 3 n’a aucune conséquence sur l’activité de l’alphaantitrypsine ni sur sa concentration plasmatique. Mutations neutres La formation de S ne modifie pas l’activité de la protéine mais sa concentration plasmatique est plus faible. (Protéine instable ? ). Mutation faux-sens La formation de Z réduit l’activité de la protéine et sa concentration plasmatique. (modification de la forme du site fonctionnel et sécrétion faible). Mutation faux-sens La formation de Null 1 et 2 provoque l’apparition d’un codon stop. Mutation non-sens La protéine est beaucoup plus courte et il n’y a donc pas d’alpha-antitrypsine dans le sang