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Transcript

Tino et Clémence :)

START

Objectif : A présent, vous cherchez à poser un diagnostic génétique sur la drépanocytose de chaque membre de la famille Robinson et à déterminer si Marie est atteinte de la drépanocytose. Pour cela, vous réaliser une électrophorèse sur gel.

TP4- Risque de transmission d'une maladie génétique

Séquence d'acides aminés (triplet de nucléotides) et d'une séquence de nucléotides avec mutation au 20ème.
- Lorsque l'on observe le génotype d'un individu malade, nous pouvons observer un allèle récessif HbS ainsi qu'au 20ème nucléotide, une thymine à la place d'une adénine. Or, on sait que lorsqu'il y a changement de nucléotide, nous savons qu'il y a une mutation. - Pour le phénotype, à l'échelle moléculaire, on remarque la présence d'un valine au sixième acide aminé. Or, on sait que les valines sont des acides aminés hydrophobe. Cela signifie qu'ils repoussent ou qu'ils sont repoussés par l'eau. Ainsi, on peut en déduire que cela va être problématique pour l'individu malade car un acide aminé hydrophobe ne peut entrer en contact avec des molécules d’eau. Or l'hémoglobine se trouve dans le cytoplasme, un milieu aqueux. Les valines étant des acides aminés hydrophobes, ils vont interagir pour éviter le contact avec les molécules d’eau. Les hémoglobines se lient entre elles formant ainsi des fibres rigides d’hémoglobines. De ce fait, les hémoglobines s'agglutinant vont former de longues chaînes chez les personnes atteintes de drépanocytose.
Pour bien comprendre la situation, il faut observer précisement les caractéristiques à différentes échelles d'un individu malade.
Arbre généalogique de la famille Robinson
Marie
Samuel
Cory
Jacqueline

Contexte :

Schéma de la circulation sanguine avec des globules rouges normaux ou en faucilles
- A l'échelle cellulaire, chez un individu malade, on observe des hématies en forme de faucille non déformable (passe plus difficilement dans les capillaires). Or on sait que des hématies fragiles ont une courte durée de vie entraînant ainsi une augmentation de l'anémie chez l'individu. - Enfin, à l'échelle macroscopique, l'individu est atteint d'anémie, de fatigue, de maux de tête, d'infections fréquentes, ou de syndrome thoracique aigue.
cytoplasme contenant entre autre des hémoglobines
membrane plasmique
Dépression centrale
Schéma d'un globule rouge (hématie) vue de la surface et vue en coupe
Schéma d'une hémoglobine

Etapes :

1) Préparer l'électrophorèse2) Optimiser l'utilisation de chaque solution3) Réaliser précautionneusement les dépôts dans les puits4) Faire migrer

L'électrophorèse est une technique séparative. Le principe consiste à soumettre un mélange de molécules à un champ électrique ce qui entraîne la migration des molécules chargées. Les molécules se déplacent alors en fonction de leur masse moléculaire. A charge électrique identique, les plus légères migrent le plus loin, les plus lourdes restent très proches de la zone de dépôt. On peut suivre la migration en temps réel grâce à l’illuminateur à lumière bleue de l’ADN fluorescente. Ainsi grâce à cette technique, nous pourrons visualiser pour chaque individu le nombre et la position des segments d’ADN ayant migré.

- Ce que nous allons faire :

Nous cherchons à poser un diagnostic génétique sur la drépanocytose de chaque membre de la famille Robinson et à déterminer si Marie est atteinte de la drépanocytose. Pour cela, nous réaliserons une électrophorèse sur gel.

- Ce que nous devons faire :

Stratégie :

Matériel pour cette électrophorèse

Schéma montrant le processus de l'enzyme Ddel et le résultat avec un allèle sain et un allèl malade
Si à la fin de la migration, l'individu a un seul fragment d'ADN placé à 400pb, cela signifie que la personne est malade et présente l'allèle HbA en deux exemplaires.
Si à la fin de la migration, nous remarquons que les segments d'ADN de l'individu se trouvent à 250pb et 150pb, cela signifie que l'enzyme Ddel a coupé le fragment d'ADN en 2 fragments. Ainsi, la personne est saine et présente l'allèle HbA en deux exemplaires. Puis, l'individu n'est pas un porteur sain dû à la non présence d'un marqueur à 400pb.
Si à la fin de la migration, nous remarquons que les segments d'ADN propre à l'individu sont situés à 400pb, 250pb et 150pb, cela signifie que l'enzyme Ddel a coupé le fragment d'ADN en 2 fragments avec 150 pb et 250 pb. Pour la présence au niveau de 400pb, cela veut dire que la personne est un porteur sain et présente les allèles HbA et HbS.

- Ce que nous attendons comme résultats :

Stratégie :

Marie
Samuel
Cory
Jacqueline
Vidéo montrant l'évolution de la migration des marqueurs moléculaires pour chaque individu (en accéléré)
Photographie faite à la fin de l'électrophorèse après 20min

Résultats obtenus :

Schématisation des résultats obtenus à la fin de l'électrophorèse avec sa légende
Elle est atteinte de la drépanocytose et a donc l'allèle HbS en deux exemplaires
- Marie : elle a un segment d'ADN à 400pb
C'est un individu sain qui a l'allèle HbA en deux exemplaires
- Samuel : il a un segment d'ADN à 250pb et 150pb
Ce sont des porteurs sains donc tout les deux ont les allèles HbA et HbS (un allèle récessif)
- Jacqueline et Cory : tout les deux ont 3 segments d'ADN à 400pb, 250pb, 150pb.
250
150
= Marie
= Samuel
= Cory
= Jacqueline
= marqueurs moléculaires

Diagnostic génétique de la famille Robinson

Malade
Sain
Sain
Sain

HbS

HbS

HbS

HbA
HbA
HbA
HbA

HbS

Conclusion des résultats :

- Suite à l'électrophorèse, on observe pour Jacqueline et Cory (puits 2 et 3) grâce à l'échelle du poids moléculaire que l'échantillon d'ADN a migré à 400pb, 250pb et 150pb. Or nous savons que dans l'électrophorèse, l'ADN est séparé en deux en fonction de son poids. Les molécules qui sont plus lourds migrent moins loin que les molécules qui sont moins lourdes. De plus, nous savons aussi que pour le gène non muté, l'enzyme catalyse l'ADN pour donner deux fragment, un de 150 pb et un autre de 250 pb. Et pour finir, pour un gène muté, l'enzyme ne catalyse pas l'ADN et donc il reste un seul fragment de 400 pb. Donc Cory et Jacqueline possèdent tous les deux un allèle Hba dominant et un allèle Hbs récessif. Ce sont tous les deux des porteurs sains du gène et des individus hétérozygotes .- Pour Samuel (puit 4), on observe grâce à l'échelle du poids moléculaire, que l'échantillon d'ADN a migré à 250 pb et 150 pb. Ayant deux fragments d'ADN de 250pb et 150pb, on en déduit qu'il possède deux allèles HbA dominants. C'est un individu sain et homozygote.- Enfin pour Marie (puit 5), elle a un seul fragment d'ADN à 400pb. Elle a donc deux allèles HbS récessifs. C'est un individu malade et homozygote.
Exploitation des résultats :

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