ADN'igme (SVT seconde)

Mission

ALERTE GENERALE Microsoft veut stocker toutes les données d'internet dans des molécules d'ADN ?

"Nous produisons aujourd'hui beaucoup plus de données informatiques que nous sommes capables d'en stocker. Nous pensons que pour mettre un terme à ce problème, nous allons avoir besoin d'une solution radicalement nouvelle. Nous nous intéressons donc à l'ADN comme solution potentielle." "Ses intérêts sont sa densité, sa fiabilité, sa résilience et sa pertinence"

Votre mission pour comprendre

Questions scientifiques soulevées : Qu'est ce que c'est l'ADN au niveau moléculaire ? Comment l'information y est stockée ?

Pour répondre à toutes ces questions et bien d'autres, vous devrez résoudre des énigmes, ouvrir un coffre, répondre à un qcm et rédiger un court rapport de mission. Vous pouvez effectuer cette mission seul(e) ou par groupes de deux. Dans votre mission vous êtes accompagné de votre professeur de SVT, à qui vous pouvez faire appel en cas de besoin (par visio avec le lien et aux horaires indiqués sur le cahier de textes ) Nous attendons impatiemment votre rapport !

Les détails de votre mission

Votre mission du jour si vous l'acceptez :

- Résolvez les 5 énigmes des pages suivantes dans l'ordre et prenez des notes- Obtenez à la fin de chaque énigme un chiffre du code du coffre et le noter- Transmettez le code au professeur qui vous ouvrira le coffre afin découvrir les derniers secrets de l'ADN- Répondez au QCM "Mission génétique" sur Pronote pour tester votre compréhension- Rédigez un rapport d'une page pour récapituler toutes les informations découvertes au cours de votre mission

Vous avez une heure, bonne chance !

Commencer la mission

(ce message ne s'auto-détruira pas)

Enigme 1

Pour analyser la structure de l'ADN, il faut d'abord l'extraire des cellules. La technique ci-dessous permet de visualiser l'ADN d'un oignon.

Question - Parmi les affirmations suivantes, laquelle est FAUSSE ? 1) Broyer les cellules d'oignon sert à casser les membranes cellulaires mécaniquement ; 2) L'alcool est utilisé pour séparer l'ADN du filtrat ; 3) La filtration est importante pour séparer les débris cellulaires des molécules ; 4) Les filaments recueillis correspondent à une agrégation de l'ADN d'un grand nombre de cellules ; 5) La solution d'extraction sert à éclater les cellules chimiquement et détruit toutes les molécules.

Enigme 2

Conservez le chiffre correspondant à la réponse FAUSSE

Enigme 2

Schéma d'un nucléotide

L’analyse biochimique de la structure de l’ADN permet de connaître ses différents composants. Une hydrolyse peu poussée de l’ADN (coupure de la molécule d’ADN en molécules élémentaires) entraîne la coupure de l’ADN en nucléotides. Une hydrolyse plus poussée coupe chaque nucléotide en 3 éléments : un acide phosphorique, un sucre et une base azotée. La base azotée est soit l’adénine, soit la thymine, soit la cytosine, soit la guanine.

Question - Une seule de ces réponses est FAUSSE... Tous les nucléotides comportent : 1) Un désoxyribose 2) Un acide phosphorique 3) La même base azotée

Conservez le chiffre de la réponse FAUSSE

Enigme 3

La molécule d’ADN est constituée de deux chaînes (ou brins) enroulées l’une autour de l’autre en une double hélice de 2 nm (10-9 m) de diamètre. Chaque chaîne est composée d’une succession de nucléotides qui sont un assemblage de trois molécules : un groupement phosphate (P), un sucre (S) et une base azotée (B). C'est au niveau des bases azotées face à face que les deux chaînes sont associées. Le schéma ci-contre est une représentation simplifiée de l'organisation de la molécule d'ADN en double hélice.

Enigme 3

Grâce au logiciel Libmol, on peut visualiser en 3D tous les types de molécules connues. Ce logiciel est disponible en ligne à l'adresse suivante : https://libmol.org/ Consigne : - Dans "Mot clé", tapez "ADN" et sélectionnez "ADN 14 paires de bases" - Dans "Commandes", choisissez "Rubans" pour représenter et "Chaines" pour colorer - Si vous n'obtenez pas le résultat attendu, faites appel au professeur

Question

Pour se représenter mentalement la molécule d'ADN, on peut la voir comme une échelle enroulée sur elle-même. Question A - Quels sont éléments qui constituent les montants de l'échelle ? 1) Les bases azotées 2) Les nucléotides 3) Les enchainements sucre + groupement phosphate Question B - A quoi correspond un barreau de l'échelle ? 1) Deux bases azotées face à face 2) Une base azotée seule 3) Un brin d'ADN

Enigme 3

Chiffre du coffre = (Chiffre de la bonne réponse question A) - (Chiffre de la bonne réponse question B)

Enigme 4

Il existe 4 types de bases azotées qui rentrent dans la composition de l'ADN. La base azotée d'un nucléotide peut être soit une adénine, soit une guanine, soit une cytosine, soit une thymine.

Dans Libmol, on peut regarder directement les séquences de nucléotides qui composent la molécule d'ADN qu'on étudie. Pour cela, sélectionnez l'onglet "Séquence" pour voir les nucléotides des chaines A et B et recopiez les.

Questions

Enigme 4

Les nucléotides sont complémentaires deux à deux, c'est à dire qu'en face d'un nucléotide X par exemple, il y aura toujours sur l'autre brin un nucléotide Y. A partir des séquences recopiées dans Libmol, identifiez les couples de nucléotides complémentaires. Question C - En face d'un nucléotide C, il y a toujours : 1) Un nucléotide T 2) Un nucléotide A 3) Un nucléotide G Question D - En face d'un nucléotide T, il y a toujours : 1) Un nucléotide G 2) Un nucléotide C 3) Un nucléotide A

Chiffre du coffre = (Chiffre de la réponse question C) x (Chiffre de la réponse question D)

Enigme 5

Enigme 5

Avec des logiciels tels que Geniegen et Anagène, on peut comparer les séquences de différents gènes à partir de banques de données fournies par les laboratoires. Des tirets indiquent que les nucléotides comparés sont identiques alors qu'une lettre signifie la différence de nucléotides. L'image ci-dessous est une comparaison entre différents gènes contenus dans l'ADN d'une cellule humaine, responsables de la synthèse de différentes protéines.

L'image ci-dessous est une comparaison entre les gènes responsable de la synthèse de l'insuline (protéine régulatrice du glucose) dans différentes cellules du corps humain.

Questions

Enigme 5

Question E - En comparant les séquences de différents gènes d'une cellule, laquelle des hypothèses suivantes paraît la plus probable ? 1) Le nom du gène est porteur de l'information génétique 2) La structure du gène est porteuse de l'information 3) La complémentarité des nucléotdes est porteuse de l'information 4) L'ordre et l'enchainement (séquence) des nucléotides sont porteurs de l'information Question F - Un même gène a la même séquence dans toutes les cellules d'un organisme ? 1) Faux 2) Vrai

Dernier chiffre du coffre = (Chiffre de la réponse question E) divisé par (Chiffre de la réponse question F)

Ouvrir le coffre

Le code du coffre correspond aux chiffres obtenus dans les énigmes, dans l'ordre. Communiquez ce code au professeur pour qu'il vous transmette le contenu du coffre... Répondez au qcm des pages suivantes pour faire le point. Recopiez ensuite vos réponses sur Pronote

1 - A quoi fait-on référence lorsque l'on dit que la molécule d'ADN est universelle ? a) sa structure est la même chez tous les êtres vivants b) l'enchainement des nucléotides est le même chez tous les autres vivants c) la localisation des gènes est la même chez tous les êtres vivants d) on la retrouve partout dans l'univers 2- Laquelle de ces affirmations concernant la taille de l'ADN est vraie ? a) la longueur d'une molécule d'ADN est d'environ 2 nm b) le diamètre d'une molécule d'ADN est d'environ 2 nm et tout l'ADN d'une cellule mis bout à bout peut atteindre 2 mètres de longueur c) une molécule d'ADN est plus grosse qu'une cellule d) l'ADN des bactéries est plus petit que celui des humains

3 - Qu'est ce qui, dans la molécule d'ADN, est responsable de l'information portée ? a) l'ordre des gènes b) la proportion de chaque nucléotide c) l'enchainement et l'ordre des nucléotides au sein de gènes d) le type de cellule où se trouve l'ADN 4 - Quel est le lien entre allèle et gène ? a) les gènes sont les différentes versions d'un même allèle b) allèle est le nom donné à un gène muté c) les allèles sont les différentes versions d'un même gène (variation de séquence) d) il n'y a aucun lien entre ces deux notions

5 - Les séquences d'ADN contenues dans les cellules d'un organisme : a) sont différentes de celles contenues dans la cellule à l'origine de l'individu (zygote) b) sont identiques entre toutes les cellules de cet organisme c) sont différentes selon le type cellulaire (fonctions assurées différentes) d) sont les mêmes que celles contenues dans les cellules d'un autre organisme de la même espèce 6 - La spécialisation des cellules est la conséquence de quel fait ? a) les cellules expriment différentes parties du génome selon leur type tissulaire b) les gènes sont différents d'une cellule à l'autre c) les cellules expriment tous les gènes et choisissent ensuite leur fonction d) les cellules appartenant à un même organe expriment les mêmes gènes

Et le projet de Microsoft dans tout ça ? Cliquez sur liens ci-dessous ! (au moins les 2 vidéos) Activez les sous-titres et la traduction automatique en français si besoin

Comprendre le stockage de données sous forme d'ADN : https://www.youtube.com/watch?v=wjYLKhaeKL0

Un des projets de Microsoft, parmi d'autres : https://www.youtube.com/watch?v=60Gi5lqL-dA

Un article plus complet pour aller plus loin si ça vous intéresse : https://www.lebigdata.fr/stockage-adn-tout-savoir

Fin de la mission : BRAVO !