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CHAPITRE 14 et 16: Les mutations géniques Lorigine des différences entre allèles dun gène: mutations. Origine moléculaire des mutations et de la réversion.

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1 CHAPITRE 14 et 16: Les mutations géniques Lorigine des différences entre allèles dun gène: mutations. Origine moléculaire des mutations et de la réversion. Les types de mutants et leurs effets phénotypique. A suivre… La génétique directe: mutagenèse induite et recherche de mutants. Système de détection des mutations chez les bactéries et les champignons: auxotrophie et prototrophie.

2 Génétique directe La génétique directe est lapproche qui consiste en: Dabord, la production au hasard de mutants puis la détection dindividus mutants pour un gène donné afin de les analyser au niveau moléculaire. La génétique directe utilise des traitements mutagènes pour augmenter la probabilité dobtenir des mutants.

3 Traitements mutagènes Des mutations peuvent être induites par: –radiations (UV,X) –substances chimiques Différents mutagènes ont différents effets mutagènes –quantitatifs –Qualitatifs Chez la Drosophile, des effets qualitatifs différents causés par: –rayons X = réarrangement des chromosomes –EMS = mutations ponctuelles des gènes

4 Effets des radiations

5 Effets des produits chimiques et radiations

6 Effets des produits chimiques

7 Systèmes de sélection chez les microorganismes Mutagenèse chez les microorganismes Comment détecter les mutants ou les révertants?

8 Systèmes de sélection chez les microorganismes Les systèmes de sélection microbiens donnent souvent plus de facilité à distinguer entre les mutants et les non- mutants –Haploïde –Grand nombre d'individus en quelques heures –Substances mutagènes qui augmentent le taux de mutations Détermination du nombre de bactéries –Microscope –Turbidité (densité optique) –Nombre de colonies sur plaques de pétri –Compteur électronique

9 Quelques systèmes de sélection chez les microorganismes Sélection des révertants vers la prototrophie Sélection des champignons auxotrophes par enrichissement par filtration Sélection des bactéries auxotrophes par enrichissement par la pénicilline

10 Sélection des révertants redevenus prototrophes

11 Sélection de champignons auxotrophes

12 Sélection des auxotrophes chez les bactéries par la pénicilline 1. En milieu minimal, seulement les cellules qui ont la capacité de se diviser sont sensibles à la pénicilline et meurent (les prototrophes meurent). 2. Après traitement, on lave les cellules pour enlever toutes traçes de pénicilline puis on cultive en milieu contenant ladénine par exemple 3. Les auxotrophes ade- sont ainsi sélectionnés car ont survécu en présence de pénicilline du fait quils ne se divisaient pas.

13 Origine de la résistance -> expérience 1 cellule (cellule 1) se divise pour en donner 2 (les cellules A et B) On fait croître la cellule A pendant 16 heures dans un milieu de culture contenant de la pénicilline et on nobserve aucune croissance –Conclusion = la cellule A (et donc les cellules 1 et B) était sensible à la pénicilline

14 On fait croître la cellule B pendant 16 heures dans un milieu de culture ne contenant pas de pénicilline et on obtient 10 9 cellules On étale ces 10 9 cellules sur une plaque de pétri contenant de la pénicilline et on observe la croissance de 3 colonies –Conclusion: Ces trois cellules (sur 10 9 ) sont des mutants. Elles étaient sensibles à la pénicilline, mais une (ou des) mutation (s) au hasard les a rendues résistantes à la pénicilline. Ce nest pas la présence de penicilline qui génèra la mutation. La mutation a été générée aléatoirement avant la sélection sur pénicilline

15 –Les phages sont des virus bactériens –Ils se reproduisent à l'intérieur des cellules bactériennes et les tuent –Cellules possédant lallèle sauvage Ton(S) sont sensibles au phage T. Mais, certaines cellules sont résistantes au phage T1 car possèdent lallèle Ton(R) Est-ce que cette résistance a été générée ou seulement sélectionnée par l'infection? Origine de la résistance au phage T1

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17 Technique de réplication des boîtes de pétri

18 Générée par l'infection? Non –L'apparition de cellules résistantes est causée par une adaptation physiologique. Les cellules s'adaptent à leur environnement –Prédiction = la position des cellules résistantes sera différente sur différentes plaques de pétri. Ce nétait pas le cas. Mutation aléatoire + sélection? Oui –L'apparition de cellules résistantes est le résultat de la sélection de cellules qui avaient déjà des mutations particulières –Prédiction = la position des cellules résistantes sera la même sur différentes plaques de pétri. Cest les cas. Résistance: générée ou seulement sélectionée par l'infection

19 Preuve que des cellules mutantes résistantes à T1 existaient avant d'être exposées à ce phage –Si les cellules étaient devenues résistantes parce qu'elles s'étaient adaptées à la présence de ce phage, les colonies seraient apparues à différents endroits sur les différentes plaques de pétri

20 Comment déterminer leffet mutagène dune molécule grâce aux bactéries?

21 Problème Plus de nouvelles molécules sont synthétisées chaque année. Un nombre d'entre elles sont des mutagènes potentiels. Comment testeriez-vous rapidement l'effet mutagène d'un grand nombre de ces molécules? -> En se servant de bactéries 1. En utilisant des auxotrophes pour une substance A) Auxotrophes pour leucine en MM + leucine puis MM seul -----> compte le nombre de prototrophes B) Auxotrophes pour leucine en MM+ leucine +molécule testée puis MM seul -----> compte le nombre de prototrophes Si nombre de prototrophes (B) > nombre prototrophes (A), alors le produit est mutagène.

22 2. En utilisant des sensibles à un antibiotique A) Sensibles à la pénicilline en milieu sans penicilline puis milieu avec pénicilline -> compte le nombre de bactéries résistantes B) Sensible à la pénicilline en milieu sans pénicilline + molécule testée puis milieu avec pénicilline -> compte le nombre de bactéries résistantes Si nombre résistantes (B) > nombre résistantes (A), alors le produit est mutagène.


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