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Comment des perturbations du génome peuvent favoriser le développement de
maladies?
THEME 3BVARIATION GENETIQUE ET
SANTÉ
Le cancer est la première cause de mortalité en France.
Il se manifeste par une dérégulation du rythme de division d’un groupe de cellules.
CHAPITRE 13VARIATION DU GENOME ET
MALADIE
Le cycle cellulaire est régulé par
des protéines (les cyclines).
I / LES CELLULES CANCEREUSES
Repérez la tumeur dans ces alvéoles pulmonaires
Alvéoles pulmonaires saines
Présence d’une tumeur
Une tumeur cancéreuse se caractérise par un amas de cellules se multipliant anarchiquement et qui
envahit les zones environnantes.
L’utilisation de différentes sondes permet de colorer différemment les 24 paires
chromosomes
Que constatez-vous sur ce caryotype provenant d’une cellule cancéreuse ?
Dans cette cellule cancéreuse on constate des anomalies dans le
nombre de chromosomes ainsi que des réarrangements (translocation)
entre des fragments de chromosomes.
Exemple de translocation
II / LA COMPOSANTE GENETIQUE DES CANCERS
Quelles sont les modifications génétiques associées aux cancers ?
Ces modifications sont nombreuses mais certaines se retrouvent avec
une fréquence élevée.
Dans 50 % des cancers le gène p53 est inactif.
Quel est le rôle du gène p53 ?
Les souris super-53 possèdent une copie supplémentaire du gène p53.
Pour tester l’effet du gène p53 elles sont exposées à un agent cancérigène.
Interprétez ces résultats et proposez une explication sur le rôle du gène p53.
Les souris super-p53 développent moins de tumeurs que les souris
témoins.
Le gène p53 a une action antioncogène.
La protéine P53 bloque le cycle cellulaire avant la phase S.
Contrôle du cycle cellulaire
Lorsque l’ADN est endommagé, il y a activation du gène p53 qui bloque
le cycle cellulaire au niveau d’un point de contrôle.
Puis l’ADN est réparé et le cycle cellulaire est débloqué.
Si la réparation est impossible la cellule meurt (apoptose).
Comment le gène p53 est inactivé ?
Une mutation doit intervenir sur le gène p53.
Remarque : il existe plusieurs mécanismes de contrôle du cycle cellulaire autres que le gène p53.
III / LES FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX ET LES MUTATIONS
Risque relatif de cancer du poumon en fonction de l’exposition à l’amiante et au
tabac. (données de 2009)
Non exposé à l’amiante
Exposé à l’amiante
Non exposé au tabac 1 5,17
Exposé au tabac 10,85 53,24
L’exposition à certaines substances favorise l’apparition de cancers.
Y a-t-il d’autres facteurs favorisant l’apparition de cancers ?
Les cancers du col de l’utérus sont associés à plus de 80 % à une
infection par des papillomavirus, alors que la majorité des femmes
non infectées ne développent pas ce type de cancer.
Les mutations à l’origine d’un cancer peuvent être spontanées mais sont
favorisées par l’exposition à des agents mutagènes ou à certains
virus.
C’est une accumulation de mutations qui conduit à la formation d’une
cellule cancéreuse.
IV / BACTERIES ET RESISTANCE AUX ANTIBIOTIQUES
Les antibiotiques sont des molécules capables de bloquer la croissance
des bactéries ou de les tuer.
La sensibilité d’une bactérie à un antibiotique est variable suivant
l’antibiotique utilisé.
Ici l’antibiotique le plus efficace est la gentamicine à 500 µg
Quel est l’antibiotique le plus efficace ?
Comment qualifieriez-vous le comportement de Staphylococcus aureus
vis-à-vis de l’oxacilline ?
Cette souche de Staphylococcus aureus est résistante à l’oxacilline.
Les bactéries sont naturellement résistantes à certains antibiotiques,
c’est la résistance naturelle.
Divers mécanismes assurent cette résistance naturelle aux antibiotiques.
Des bactéries sensibles à l’ampicilline sont cultivées sur un
milieu sans ampicilline.
Quel aspect a la culture bactérienne ?
Toutes les bactéries se développent, les colonies sont confluentes et
forment un tapis continu.
Des bactéries sensibles à l’ampicilline sont cultivées sur un milieu contenant de l’ampicilline.
Quel aspect devrait avoir cette culture bactérienne ?
Quel aspect a la culture bactérienne ?
Quelques bactéries « sensibles » à l’ampicilline se sont développées
dans un milieu contenant de l’ampicilline.
On observe le développement de quelques bactéries.
Il y a eu des mutations sur ces souches bactériennes qui les ont
rendu résistantes à cet antibiotique.
Est-ce que cette résistance a été induite par l’antibiotique ou cette mutation est
apparue spontanément ?
Expérience de Miloslav Demerec (1946)
Misloslav Demerec teste la sensibilité aux antibiotiques de plusieurs cultures
bactériennes indépendantes.
Il éprouve deux hypothèses:
- Hypothèse A : si les mutations sont induites (=déclenchées) par l'antibiotique, elles apparaissent uniquement à son contact. On devrait donc observer le même nombre de colonies de bactéries résistantes dans les différentes cultures.
- Hypothèse B : si les mutations sont aléatoires, elles peuvent apparaître à tout moment entre la mise en culture et le contact avec l'antibiotique. Il est alors statistiquement impossible d'observer le même nombre de colonies de bactéries résistantes dans les différentes cultures.
Résultat : nombre de colonies résistantes observées par boîte.
Culture 1 :
33
Culture 2 :
839
Culture 3 :
9
Culture 4 :
126
Culture 5 :
18
Le nombre de colonies résistantes est aléatoire. C’est donc l’hypothèse B qui est validée.
Les mutations apparaissent de façon aléatoire et ne sont pas induites par les antibiotiques.