1spéSVT 1A1 : calculs sur l'ADN

Comment faire rentrer 2m d'ADN dans une cellule de quelques µm ?

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1. Calculer la longueur totale de l’ADN dans une chromatide de chromosome 2. et de l’ensemble de l’ADN d’une cellule humaine.3. Comparer avec le diamètre d’une cellule (information à rechercher). 4. Calculer la longueur de l’ADN dans l’ensemble des cellules humaines. 5. Calculer le taux de compaction de l’ADN lorsqu’il est condensé dans un chromosome.

ET VOILA !

Une cellule humaine fait environ 20 µm (20.106 m). Donc c'est 100 000 fois plus petit que les 2 m d'ADN à y faire rentrer, il va falloir compacter l'ADN pour y arriver ! Remarque : estimation approximative car l'ADN n'occupe pas la totalité de la cellule, il y a d'autres éléments cellulaires.

Longueur totale de l'ensemble de l'ADN d'une cellule humaine :

Principe du calcul : multiplier le nombre de paires de nucléotides de l'ensemble des chromosomes humains par la distance entre 2 nucléotides successifs et par 2 (car ce sont des paires de chromosomes !)

• nombre de paires de nucléotides dans l'ensemble des chromosomes humains: 3.109
• distance entre 2 nucléotides successifs : 0.34 10-9 m
• nombre de chromosomes par paire : 2
• application numérique : 2.04 m

Taux de compaction de l'ADN quand il est condensé dans un chromosome

Principe du calcul : diviser la longueur totale de l'ADN dans un chromosome (déjà connue) par la longueur d'un chromosome (par ex. le n°8)

• longueur totale de l'ADN dans un chromosome (réponse n°1) = 4.9 cm soit 4.9.10-2 m
• longueur du chromosome n°8 = 7 µm soit 7. 10-6 m
• application numérique : 7 000

Cela signifie que le chromosome n°8 est 7 000 fois plus court que la molécule d'ADN qu'il contient !

Longueur totale de l'ADN dans 1 chromosome

Principe du calcul : multiplier le nombre de paires de nucléotides dans un chromosome (par ex. le n°8) par la distance entre 2 nucléotides successifs.

• nombre de paires de nucléotides dans le chromosome n°8 = 145.106
• distance entre 2 nucléotides successifs = 0.34. 10-9 m
• application numérique : 0.0493 m soit environ 4.9 cm

Longueur totale de l'ADN dans l'ensemble des cellules humaines

Formule à appliquer : nombre de cellules d'un être humain X longueur de la totalité de l'ADN dans une cellule humaine

• nombre de cellules d'un être humain = 3.1033
• longueur de la totalité de l'ADN dans une cellule humain (réponse n°2) = 2.04 m
• application numérique : 6.12.1013 m soit un peu plus de 60 milliards de km