1SPE TP synthèse de la lactase

TP : de l'ADN aux protéines : la synthèse de la lactase

TP

M.Mayans-Lycée Beaussier-La Seyne sur mer

INDEX

1. la digestion du lait2. …au niveau de l'intestin grêle… 3. …dans les entérocytes… 4. …grâce à une enzyme : La lactase : 5. …une protéine… 6. …codée par un gène 7. …et synthétisée dans l'entérocyte FT Libmol FT génigen2.

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la digestion du lait

composition du lait

le LACTOSE est digéré au niveau de l'intestin grèle grâce à une enzyme : la LACTASE qui hydrolyse la liason entre les 2 sucres simples

+ H2O (hydrolyse)

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… dans l'intestin grêle

vous disposez d'une lame de coupe transversale d'intestin grêle

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… au niveau des entérocytes

les entérocytes sont les cellules constituant l'épithélium de l'intestin Elles absorbent les nutriments issus de la digestion et les transfèrent à la circulation sanguine. Dans la membrane des microvillosités on note la présence de nombreuses protéines dont la LACTASE qui digère le lactose

les organites

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le gène de la lactase (LCT)

situé sur le chromosome 2

Le gène de la lactase est situé sur le chromosome 2(il est précéde d'un "gène régulateur" (MCM6) dont nous reparlerons, il code pour une protéine qui induit la transcription du gène du gène de la lactase)

LOCUS du gène

LCT : gène de la lactase

MCM6 : gène régulateur

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Analyse génétique

On dispose du gène de la lactase dans une famille (brin codant)

1. Ouvrez GENIGEN2
2. Ne conservez QUE la séquence de l'allèle 1 du père
3. Transcrivez
4. Traduisez (à partir du début de la séqence)

Présentez correctement vos résultatsen prenant soin d'expliquer ces 2 étapes

(brin NON transcrit)

FT GENIGEN

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découverte de la lactase

1. Téléchargez le fichier de la lactase fourni
2. Ouvrir libmol
3. Chargez le fichier dans "fichier local"
4. Onglet "COMMANDES"; utilisez les fonctionalités du logiciel pour

• (Repérer le lactose = glucide)
• Montrer que la lactase est une séquence d'acides aminés…
• …qui détermine sa forme et donc sa fonction (hydrolyse du lactose)
• En se fixant sur le lactose

FT Libmol

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une expérience

On réalise marquage radioactif en utilisant des acides aminés radioactifs (AA*) caractéristiques de la lactase

résultats observés au microscope électronique

les organites

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Réalisez une synthèse la plus complète possible pour expliquer la synthèse de la lactase : du gène à la protéine

Travaillez en équipe, partagez-vous le travail Profitez-en pour poser les questions sur des éléments mal compris

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Le déficit congénital en lactase se traduit par des symptômes qui débutent dès les premiers jours qui suivent la naissance

BONUS

Géniegen2

• Ouvrez Génigen2
• Ne conservez les séquences QUE "père allèle 1" et "enfant LCD-Al1"
• Comparez les séquence (ACTION-> Aligner les séquences)
• Traduire les 2 séquences
• Comparez les protéines obtenues (SELECTIONEZ -> ACTION->alignez les séquences)
• En utilisant vos connaissances, proposez une hypothèse pour expliquer l'origine de cette maladie......

FT GENIGEN

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FT libmol

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FT GENIGEN2

page 8

page 12

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page 8

page 12

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le déroulement de la traduction

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En utilisant les informations du génialy et le matériel à votre disposition réalisez une synthèse sur la synthèse d'une protéine : la lactase Du gène à la protéine

matériel :

• fichier génigen2 du gène de la lactase
• fichier libmol lactase

• résultats d'une expérience de marquage radioactif

le sucre du lait est le LACTOSE : un GLUCIDE dioside (2 sucres simples associés)

GLUCOSE ---GALACTOSE

muscle lisse

épithélium (avec villosités)

cavité de l'intestin (lumière)

Le déficit congénital en lactase se traduit par des symptômes qui débutent dès les premiers jours qui suivent la naissance par des diarrhées. Les selles liquides sont souvent accompagnées de vomissements. Les diarrhées sont dues au fait que le lactose du lait non digéré . En restant présent dans la lumière intestinale, il entraîne un transfert d’eau, par osmose, dans la lumière intestinale. En outre, le lactose non digéré atteint le colon où il est métabolisé par la flore bactérienne qui le transforme en acides gras, hydrogène et dioxyde de carbone par fermentation. En l’absence d’exclusion du lactose du régime alimentaire, une dénutrition et une déshydratation sévère surviennent, menaçant la vie de l’enfant. Le traitement repose sur l’exclusion définitive du lactose.

Cette anomalie pouvant toucher plusieurs membres d'une famille, on suppose une origine génétique

On rappelle que la séquence d'une protéine détermine sa forme qui détermine sa fonction

les microvillosités sont des replis de la membrane supérieure des cellules (vers la cavité de l'intestin) qui augmentent la surface d'absorption : c'est là que les nutriments issus de la digestion sont absorbés

la lactase est incluse dans la membrane des microvillosités

certaines sont des enzymes qui catalysent des réactions chimiques

certaines servent de canaux de transport (pour les nutriments par exemple ou l'eau)

des protéines sont incluses dans la membrane des cellules, elles peuvent avoir des rôles très variés : par exemple -->

certaines servent récepteur (pour les hormones par exemple )

Schéma du résultat du marquage radioactif (AA*)en fonction du temps

3 minutes

Microvillosités ↘︎

100 minutes

10 minutes

30 minutes

Les "points noirs révélés par autoradiographie témoignent de la présence de radioactivité (AA* radioactifs intégrés dans la protéine produite)

On rappelle que nous possédons dans nos cellules somatiques (non reproductrices):

• Des paires de chromosomes homologues, donc 2 chromosomes n°2

Un chromosome a été hérité de la mère, un du père

• 2 exemplaires de chacun de nos gènes donc 2 gènes de la lactase
• Ces 2 gènes peuvent avoir des séquences, des "versions" différentes : des allèles différents

• le premier enfant : non LCD digère normalement
• le deuxième enfant LCD présente l'anomalie

Le déficit congénital en lactase se traduit par des symptômes qui débutent dès les premiers jours qui suivent la naissance par des diarrhées. Les selles liquides sont souvent accompagnées de vomissements. Les diarrhées sont dues au fait que le lactose du lait non digéré (pas de lactase) restant présent dans la lumière intestinale entraîne un transfert d’eau, par osmose, dans la lumière intestinale. En outre, le lactose non hydrolysé atteint le colon où il est métabolisé par la flore bactérienne qui le transforme en acides gras, hydrogène et dioxyde de carbone par fermentation. En l’absence d’exclusion du lactose, une dénutrition et une déshydratation sévère surviennent, menaçant la vie de l’enfant. Le traitement repose sur l’exclusion définitive du lactose.

Ccette anomalie pouvant toucher plusieurs membres d'une famille, on suppose une origine génétique