E.OLIVERES CBSV PARTIE 1 Les systèmes vivants contiennent, échangent et utilisent de l’information génétique. 28/04/2017

D'ORGANISATION DU VIVANT LES NIVEAUX D'ORGANISATION DU VIVANT

Les niveaux d'organisation de la matière La matière est formée d'atomes. Les atomes s'assemblent en molécules. Les molécules s'assemblent pour former les cellules. Les cellules s'assemblent en tissus. Les tissus en organes. Les organes forment les systèmes. Et les systèmes, les organismes.

Les échelles d ’observation actuelles

Les molécules de la vie La vie utilise environ 25 des 92 éléments chimiques présents à l'état naturel. Parmi ces 25 éléments (atomes), quatre sont particulièrement importants : Carbone (C) Hydrogène (H) Oxygène (O) Azote (N)

Avec ces 4 éléments on peut former un nombre astronomique de molécules différentes, des plus simples aux plus complexes. Exemples : CH4 (méthane) p. 61

Ex. Le méthanol CH3OH groupement hydroxyle

Chimie des molécules contenant du carbone = chimie organique Matière organique = matière formée de molécules contenant des chaines de carbone (sauf CO2 et carbonates) Carbone = le seul atome pouvant se lier à lui-même de nombreuses fois. Permet de construire des molécules : Complexes (peuvent contenir des milliers d'atomes) Variées

Les cellules sont formées de molécules amenées par l’alimentation: Les molécules minérales Les molécules organiques

Les molécules du vivant Chaque être vivant contient des milliers de molécules différentes. On peut regrouper la plupart de ces molécules en 4 grandes familles: Glucides (sucres ou hydrates de carbone) Lipides (gras, huiles et stéroïdes) Protéines Acides nucléiques (ADN et ARN)

les molecules minerales L’eau Les sels minéraux sodium Calcium Chlore magnésium potassium phosphore

Presque toutes les molécules des êtres vivants sont formées d'atomes de carbones reliés les uns aux autres. Chaînes linéaires Chaînes ramifiées Cycles p. 58

les molecules organiques Les Glucides (sucres) (C, H, O) simple (glucose, lactose) Complexe (amidon) saccharose

Sucres à 6 carbones (hexoses) Glucose (C6H12O6) Fructose (C6H12O6) Galactose (C6H12O6) Glucose et fructose

Le sucre acheté à l’épicerie, c’est du saccharose extrait de la canne à sucre ou de la betterave à sucre. Le sucre d’érable est également fait de saccharose. Le goût sucré de la plupart des fruits vient surtout du saccharose qu’ils contiennent.

les molecules organiques Les lipides (graisses) (C, H, O)

Les lipides Triglycérides (graisses et huiles) Phosphoglycérolipides (ou phospholipides) Stéroïdes STRUCTURE A VOIR DANS DIAPO ENDEL

La membrane des cellules est formée d'une double couche de phospholipides associés à d'autres molécules. Glucides Phospholipides Protéines Cholestérol

les molecules organiques Les protides (protéines) C,H,O,N

Les protéines 50% du poids sec de la plupart des cellules = protéines Remplissent de nombreuses fonctions Molécules les plus variées Protéines = polymère (chaîne) d'acides aminés formule générale d’un acide aminé

Parmi les molécules organiques, on trouve aussi: Acides nucléiques (ADN et ARN) Les vitamines

Unité chimique + Unité de structure Parenté entre les êtres vivants Structures du vivant Si N Chloroplaste Paroi Vacuole Cellule végétale O Paroi Chromosome Bactérie Cytoplasme Noyau Membrane Mitochondrie Cellule animale H Si O H H Eucaryotes Procaryotes C Unité chimique + Unité de structure Parenté entre les êtres vivants

Qu’est ce qui détermine la structure et la fonction des cellules ? LES ACIDES NUCLEIQUES 28/04/2017

Acide DésoxyriboNucléique Crick et Watson, 1953 Découverte de la structure de la molécule d'ADN Acide DésoxyriboNucléique Watson et Crick ADN = polymère de nucléotides NUCLÉOTIDE-NUCLÉOTIDE-NUCLÉOTIDE-NUCLÉOTIDE-NUCLÉOTIDE-...-NUCLÉOTIDE...

NUCLÉOTIDE Base azotée Groupement phosphate Sucre : désoxyribose

Base azotée Désoxyribose Phosphate

Il y a quatre sortes de bases azotées: A, T, C et G

DONC quatre sortes de nucléotides: A, T, C et G Les nucléotides peuvent se lier les uns aux autres par leur sucre (désoxyribose) et leur groupement phosphate.

Erwinn Chargaff (1947) Si on sépare une molécule d'ADN en nucléotides, on obtient toujours: A = T et C = G Il peut y avoir plus de AT que de CG ou l'inverse (ça varie selon les espèces), mais il y a toujours autant de A que de T et de C que de G. Pourquoi ?

Hypothèse de Crick et Watson : A peut s'apparier avec T et C avec G : A avec T : deux liaisons hydrogène (liaisons faibles). C avec G : trois liaisons hydrogène

DONC Deux chaînes de nucléotides peuvent s'unir l'une à l'autre si leurs bases sont complémentaires (A face à T et C face à G). CE QUI EST LE CAS POUR L'ADN

L'orientation entre les liaisons donne une structure en forme de double hélice:

Watson et Crick Cambridge, 1953

Les bases sont les éléments variants dans l’ADN = message codé Chaque molécule d’ADN du noyau est DONC constituée d’une longue série de nucléotides. Les bases sont les éléments variants dans l’ADN = message codé = UN GENE Écriture simplifiée de la séquence d’un gène A-A-T-C-C-G-T-T-A-G-C-G-A-T-T-G-G-C-C-T-A-C-G-T...

Fragment gène CDC2 Blé ATGGAGCAGTACGAGAAGGTGGAGAAGATCGGGGAGGGCACGTACGGGGTGGTGTACAAGGCCCGGGACAGGACCACC AACGAGACCATCGCGCTCAAGAAGATCCGCCTGGAGCAGGAGGACGAGGGCGTCCCCTCCAC Fragment gène CDC2 Chou ATGGATCAGTACGAGAAAGTTGAGAAGATCGGCGAAGGAACTTACGGTGTTGTGTACAAGGCACGAGACAAGGTCACCAA TGAGACTATTGCTTTGAAGAAGATCCGCCTCGAGCAGGAGGATGAAGGTGTTCCTAGCAC Fragment gène CDC2 Drosophile ATGGAGGATTTTGAGAAAATTGAGAAGATTGGCGAGGGCACATATGGCGTGGTGTATAAAGGTCGCAATCGCCTGACGGG CCAAATTGTGGCAATGAAGAAAATCCGCTTGGAGTCCGACGACGAAGGCGTTCCATCAAC Fragment gène CDC2 Etoile de mer ATGGAAGACTACTCGAAGATTGAGAAGATTGGAGAAGGTACCTATGGAGTGGTGTACAAGGGTCGTTGTAAGAAGGACGG CAGTATTGTGGCCCTGAAGAAAATCCGGCTGGAGAGTGAGGAGGAAGGAGTTCCCAGCAC   Fragment gène CDC2 Homme ATGGAAGATTATACCAAAATAGAGAAAATTGGAGAAGGTACCTATGGAGTTGTGTATAAGGGTAGACACAAAACTA CAGGTCAAGTGGTAGCCATGAAAAAAATCAGACTAGAAAGTGAAGAGGAAGGGGTTCCTAGTAC Fragment Gène CDC2 Poulet ATGGAGGATTACACGAAGATAGAGAAGATTGGGGAAGGTACCTATGGTGTTGTGTATAAAGGGCGCCACAAAACCACAGG CCAAGTGGTTGCAATGAAGAAAATACGTCTAGAAAGTGAGGAGGAAGGTGTTCCAAGTAC 28/04/2017

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L’ADN EST UNIVERSEL 28/04/2017

Quel est le lien entre chromosome et adN ? 28/04/2017

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Membrane cytoplasmique CHROMOSOME Membrane cytoplasmique cytoplasme noyau Centromère CELLULE chromatide Réticulum endoplasmique ADN bases azotées 28/04/2017

Hélice d’ADN enroulement chromatine Super condensation chromosome 28/04/2017 45

Chaque cellule (sauf gamètes reproducteurs) contient deux exemplaires du génome humain (un qui vient du père et l'autre de la mère). DONC chaque cellule contient 46 chromosomes (23 paires de chromosomes homologues) Le nombre de chromosomes est variable selon l'espèce: Chien………………….78 Chat………………...…38 Rat………..……………42

Tous ces gènes sont répartis en : Génome humain (toute l'information nécessaire pour fabriquer un humain) : 30 000 à 40 000 gènes Tous ces gènes sont répartis en : (chaque molécule comporte de 100 à plus d'un millier de gènes "bout à bout"). 46 molécules d'ADN Chaque molécule d’ADN dans le noyau = Une chromatide d’un chromosome ~ 1 m de longueur si on les met bout à bout ~ 3 milliards de paires de bases

Erreur dans un gène de l’ADN = mutation Une erreur dans les bases de l’ADN peut intervenir de façon rare et spontanée. Erreur dans un gène de l’ADN = mutation La fréquence des mutations peut être augmentée par: Des substances chimiques toxiques (substances mutagènes) Des radiations nocives (rayons X, UV) Une mutation donne naissance à une nouvelle version du gène C’est un ALLELE

DROSOPHILE BITHORAX DROSOPHILE SAUVAGE DROSOPHILE ANTENNAPEDIA

Chromosomes homologues : Deux chromo avec les mêmes gènes, mais pas nécessairement les mêmes allèles. Dominant, récessif 28/04/2017 51

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