ADN : le support de l’information génétique

Complète avec le mot exact.

1. L’ADN est la molécule qui porte l’information de la cellule.
   L’information génétique, transmise d’une cellule à ses cellules filles.
2. En dehors du noyau, deux sortes d’organites possèdent un petit ADN qui leur est propre : les chloroplastes et les .
   Les mitochondries, présentes dans presque toutes les cellules eucaryotes.
3. Dans un chromosome, l’ADN est enroulé autour de .
   Autour de protéines : un chromosome n’est pas fait que d’ADN.
4. Un chromosome (non copié) contient molécule d’ADN, très longue.
   Une seule molécule, qui porte de nombreux gènes.

Raisonne, puis complète.

1. Une molécule d’ADN mesure environ 2 nm de large ; l’œil ne distingue pas un détail de moins de 0,1 mm, soit fois cette largeur.
   0,1 mm = 100 000 nm ; 100 000 ÷ 2 = 50 000 : une molécule seule est invisible, la pelote en réunit un nombre immense.
2. La limite de résolution du microscope optique, 0,2 µm, vaut fois la largeur de la molécule d’ADN.
   0,2 µm = 200 nm ; 200 ÷ 2 = 100 : même au microscope optique, on ne distingue pas la largeur d’une molécule d’ADN.
3. Une extraction faite à 30 °C donne moins d’ADN qu’au froid : la chaleur favorise l’action des qui découpent l’ADN.
   Des enzymes de la cellule découpent l’ADN libéré ; le froid ralentit leur action.
4. Sans sel, les molécules d’ADN, qui portent des charges électriques , se repoussent et se rassemblent mal.
   Des charges négatives : le sel les neutralise, et les molécules peuvent s’agglomérer.

Complète avec le mot ou le nombre exact.

1. Le sucre des nucléotides de l’ADN est le .
   Le désoxyribose, qui donne son nom à l’acide désoxyribonucléique.
2. Dans un brin, les nucléotides sont reliés par leur sucre et leur groupement .
   Le squelette du brin alterne sucre et groupement phosphate.
3. Un nucléotide est formé de parties.
   Trois : un groupement phosphate, un sucre et une base azotée.
4. Les bases de l’ADN sont l’adénine, la thymine, la cytosine et la .
   La guanine, notée G.
5. Les quatre nucléotides de l’ADN ne diffèrent que par leur .
   Par leur base : le sucre et le phosphate sont les mêmes.
6. Pour écrire la séquence d’un brin, on note chaque nucléotide par l’ de sa base.
   Par l’initiale de sa base : A, T, C ou G.

Voici un brin d’ADN : CTTAGGACCTAGTTCAG. Complète.

1. Nombre de nucléotides à thymine de ce brin :
   On compte les T : 5.
2. Nombre de nucléotides notés G :
   On compte les G : 4.
3. Nombre de désoxyriboses de ce brin :
   Un sucre par nucléotide : 17 nucléotides, donc 17 désoxyriboses.
4. Un autre brin compte 250 nucléotides : il porte groupements phosphate.
   Un phosphate par nucléotide : 250.
5. Une portion de double hélice de 180 paires contient désoxyriboses.
   180 paires = 2 × 180 = 360 nucléotides, donc 360 désoxyriboses : une paire réunit deux nucléotides.

Calcule.

1. Un brin contient 120 A, 95 T, 88 C et 97 G : il compte nucléotides.
   120 + 95 + 88 + 97 = 400.
2. Dans ce brin, la proportion de nucléotides à cytosine vaut %.
   88 ÷ 400 = 0,22, soit 22 %.
3. Une double hélice de 350 paires contient bases azotées.
   Deux bases par paire : 2 × 350 = 700.
4. Une molécule d’ADN de 9 000 nucléotides, à deux brins, compte paires.
   9 000 ÷ 2 = 4 500 paires.

Écris le brin complémentaire (lettres sans espaces).

1. Brin : AGGTCA → brin complémentaire :
   A ↔ T et C ↔ G, dans le même ordre : TCCAGT.
2. Brin : TTCGAC → brin complémentaire :
   A ↔ T et C ↔ G, dans le même ordre : AAGCTG.
3. Brin : CATGGA → brin complémentaire :
   A ↔ T et C ↔ G, dans le même ordre : GTACCT.
4. Brin : GCCATT → brin complémentaire :
   A ↔ T et C ↔ G, dans le même ordre : CGGTAA.
5. Brin : ATCCGTA → brin complémentaire :
   A ↔ T et C ↔ G, dans le même ordre : TAGGCAT.
6. Brin : TGCAAGCT → brin complémentaire :
   A ↔ T et C ↔ G, dans le même ordre : ACGTTCGA.

Les pourcentages portent sur un ADN à deux brins. Complète.

1. Un ADN contient 27 % de T : il contient % de A.
   Chaque T est face à un A : %A = %T = 27 %.
2. Le même ADN contient % de C.
   A et T font 2 × 27 = 54 % ; reste 46 %, partagé entre C et G : %C = 46 ÷ 2 = 23 %.
3. Un ADN contient 18 % de C : il contient % de T.
   %G = 18 % ; 100 − 36 = 64 % pour A et T, d’où %T = 32 %.
4. Dans n’importe quel ADN à deux brins, %A + %C vaut %.
   %C = %G, donc %A + %C = %A + %G = 50 %, la moitié des nucléotides.
5. Un ADN où G et C représentent ensemble 58 % contient % de T.
   A + T = 100 − 58 = 42 %, d’où %T = 42 ÷ 2 = 21 %.
6. Un ADN où A et T représentent ensemble 62 % contient % de G.
   G + C = 38 %, d’où %G = 19 %.

Compte les nucléotides de chaque sorte.

1. Une portion d’ADN de 300 paires, dont 46 % de G + C, contient nucléotides à A.
   300 paires = 600 nucléotides ; A + T = 100 − 46 = 54 %, soit 0,54 × 600 = 324 nucléotides ; A = T, d’où 162 A.
2. Un brin porte 14 A, 9 T, 11 G et 6 C. La double hélice qu’il forme avec son brin complémentaire contient A au total.
   Le brin complémentaire porte un A face à chaque T, soit 9 A ; total 14 + 9 = 23 A.
3. Cette même double hélice contient G au total.
   11 G sur le premier brin, et un G face à chacun des 6 C : 11 + 6 = 17.
4. Dans cette double hélice, la proportion de G vaut %.
   La molécule compte 2 × 40 = 80 nucléotides ; 17 ÷ 80 = 0,2125, soit 21,25 %.
5. Dans ce brin seul, la proportion de A vaut %.
   14 ÷ 40 = 0,35, soit 35 % ; dans ce brin, A (35 %) et T (22,5 %) ne sont pas égaux : l’égalité %A = %T ne vaut que pour les deux brins réunis.

Complète (0,34 nm entre deux paires, 10 paires par tour).

1. 1 µm = nm
   1 µm = 1 000 nm.
2. 1 mm = nm
   1 mm = 1 000 µm = 1 000 000 nm.
3. Longueur d’une portion de 100 paires : nm
   100 × 0,34 = 34 nm.
4. Longueur d’une portion de 2 500 paires : nm
   2 500 × 0,34 = 850 nm.
5. Nombre de tours d’hélice d’une portion de 600 paires :
   600 ÷ 10 = 60 tours.
6. Une portion de 51 nm de long compte paires.
   51 ÷ 0,34 = 150 paires.

Calcule, en convertissant si besoin.

1. Longueur d’un gène de 27 000 paires : µm
   27 000 × 0,34 = 9 180 nm = 9,18 µm.
2. Longueur d’une portion de 4 200 paires : µm
   4 200 × 0,34 = 1 428 nm = 1,428 µm.
3. Une portion de 0,68 µm de long compte paires.
   0,68 µm = 680 nm ; 680 ÷ 0,34 = 2 000 paires.
4. Une molécule de 17 µm de long fait tours d’hélice.
   17 µm = 17 000 nm ; un tour mesure 3,4 nm : 17 000 ÷ 3,4 = 5 000 tours.
5. Une molécule d’un million de paires est fois plus longue que large (diamètre 2 nm).
   1 000 000 × 0,34 = 340 000 nm ; 340 000 ÷ 2 = 170 000.

Calcule (problèmes en plusieurs étapes).

1. Une cellule de souris contient deux lots de 2,7 milliards de paires. Longueur totale de son ADN : m (au centième).
   2 × 2,7 = 5,4 milliards de paires ; 5 400 000 000 × 0,34 = 1 836 000 000 nm = 1,836 m ≈ 1,84 m.
2. Si l’on agrandissait cet ADN pour que son diamètre de 2 nm devienne 2 mm, sa longueur atteindrait km.
   2 mm ÷ 2 nm = 1 000 000 : tout est multiplié par un million ; 1,836 m × 1 000 000 = 1 836 000 m = 1 836 km.
3. Une molécule d’ADN de 1,36 mm de long compte paires.
   1,36 mm = 1 360 000 nm ; 1 360 000 ÷ 0,34 = 4 000 000 paires.
4. Un gène de 2,04 µm de long compte nucléotides.
   2,04 µm = 2 040 nm ; 2 040 ÷ 0,34 = 6 000 paires, soit 2 × 6 000 = 12 000 nucléotides.

Complète avec le mot ou le nombre exact.

1. L’ensemble de l’information génétique d’un être vivant est son .
   Son génome.
2. Deux gènes différents diffèrent par leur séquence, et souvent aussi par leur .
   Par leur longueur : un gène peut compter quelques centaines ou des milliers de paires.
3. Deux portions d’ADN de même composition, mais où les nucléotides ne sont pas dans le même ordre, portent des informations .
   Des informations différentes : c’est l’ordre des nucléotides qui porte l’information.
4. Un brin d’ADN et son brin complémentaire portent la information, l’une « en négatif » de l’autre.
   La même information : la séquence de l’un se déduit de celle de l’autre.

Combien de séquences différentes ? Complète.

1. Séquences possibles de 2 nucléotides :
   4 × 4 = 16.
2. Séquences possibles de 5 nucléotides :
   4⁵ = 4 × 4 × 4 × 4 × 4 = 1 024.
3. Séquences possibles de 7 nucléotides :
   4⁷ = 1 024 × 16 = 16 384.
4. Séquences possibles de 8 nucléotides :
   4⁸ = 16 384 × 4 = 65 536.
5. Pour obtenir plus de 100 000 séquences différentes, il faut au moins nucléotides.
   4⁸ = 65 536 < 100 000 et 4⁹ = 4 × 65 536 > 100 000 : il en faut au moins 9.
6. Pour obtenir plus de 10 millions de séquences différentes, il faut au moins nucléotides.
   4¹¹ = 4 194 304 < 10 000 000 et 4¹² = 4 × 4 194 304 = 16 777 216 > 10 000 000 : au moins 12.

Raisonne et calcule.

1. Si l’ADN n’avait que deux sortes de nucléotides, une séquence de 9 nucléotides pourrait s’écrire de façons.
   2 choix par nucléotide : 2⁹ = 512 ; avec quatre « lettres », il y en a bien plus.
2. Une portion de double hélice de 6 paires peut avoir séquences différentes.
   Le second brin est imposé par le premier : seul un brin est libre, d’où 4⁶ = 4 096, et non 4¹².
3. Un fragment de 15 nucléotides dont on connaît déjà les 6 premiers peut encore avoir séquences.
   Il reste 15 − 6 = 9 nucléotides inconnus : 4⁹ = 262 144.

Complète avec le mot ou le nombre exact.

1. Chez tous les êtres vivants, l’ADN est construit avec les mêmes nucléotides.
   Les mêmes quatre nucléotides : A, T, C et G.
2. Un être vivant qui a reçu un gène d’une autre espèce est dit .
   Il est transgénique.
3. Un OGM est un organisme génétiquement .
   Organisme génétiquement modifié.
4. L’universalité de l’ADN est un argument en faveur d’une origine des êtres vivants.
   D’une origine commune : tous les êtres vivants sont apparentés.

Un élève se trompe. Corrige-le avec le mot juste.

1. « Les bactéries ont un ADN fait d’autres nucléotides que le nôtre. » En réalité, leurs nucléotides sont les que les nôtres.
   Les mêmes : A, T, C et G, chez la bactérie comme chez l’humain.
2. « Le chêne et l’humain ont le même ADN, puisque l’ADN est universel. » Ils ont les mêmes nucléotides, mais pas la même .
   Pas la même séquence : universel ne veut pas dire identique.
3. « Un gène de luciole ne peut pas fonctionner dans un plant de tabac. » C’est pourtant possible : c’est le principe de la .
   C’est la transgenèse : en 1986, des plants de tabac qui avaient reçu le gène de la luciférase, l’enzyme de la lumière de la luciole, fabriquaient cette enzyme et brillaient faiblement quand on les arrosait de son substrat, la luciférine.
4. « Tous les virus ont de l’ADN, comme les bactéries. » C’est faux : un virus n’est pas une , et certains virus n’ont pas d’ADN.
   Un virus n’est pas une cellule ; certains portent leur information sur une autre molécule, l’ARN.