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Mise en évidence expérimentale des télomères et de la télomérase


Titre de l'activité : Mise en évidence expérimentale des télomères et de la télomérase

Mise en évidence des télomères⚓

Titre de l'activité : Mise en évidence des télomères

Tetrahymena thermophila, un protozoaire cilié, possède de nombreux minichromosomes (courtes séquences d'ADN linéaires).

Elizabeth Blacburn a montré par séquençage que les extrémités des minichromosomes sont constituées de 20 à 60 répétitions de la séquence CCCCAA (rDNA pour repeated DNA).

D'autre part, Jack Szostak a montré que les extrémités d'un plasmide linéaire introduit chez la levure se recombinaient avec l'ADN chromosomique et ne se maintenait pas tel quel dans la cellule.

En 1982, Blackburn et Szostak ont recréé des minichromosomes artificiels en liant un fragment de rDNA de Tetrahymena de 1,5 kb à chaque extrémité de plasmides de levure linéarisés contenant une origine de réplication. Ils ont ensuite introduit la construction chez la levure chez la levure.

Expérience de Blackburn et Szostak : Effet du rDNA sur la stabilité des chromosomes

Ils ont observé que les minichromosomes artificiels se maintenaient dans les cellules.

Analyse et interprétation

Que peut-on déduire de cette expérience ?

Votre choixChoix attenduRéponse

  • La levure est incompatible avec Tetrahymena

  • le rDNA stabilise les chromosomes

    Les minichromosomes se maintiennent dans la levure lorsque leurs extrémités possèdent le rDNA

  • la protection des extrémités des chromosomes est un mécanisme très conservé chez toutes les espèces

    Le rDNA de Tetrahymena protège également les chromosomes chez la levure

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Mise en évidence de la télomérase⚓

Titre de l'activité : Mise en évidence de la télomérase

Expérience de Greider⚓

Titre de l'activité : Expérience de Greider

En 1985, Afin d'étudier comment les télomères étaient synthétisés, Carol Greider a ajouté à un extrait acellulaire de Tretrahymena du dGTP radioactif et du dTTP non radioactif ainsi que différentes amorces :

  1. (TTGGGG)4

  2. télomère de levure

  3. (CCCCAA)4

  4. pBR322

Expérience de Greider : mélange réactionnel

Après un temps d'incubation suffisant, elle a déposé les différents mélanges sur gel de polyacrylamide et analysé la taille des fragments par autoradiographie. Elle a obtenu les résultats suivants :

Expérience de Greider : Résultat de l'autoradiographie. pistes 1 à 4 = amorces radioactives seules ; Pistes 5 à 8 = extrait de Tetrahymena + 32PdGTP + dTTP + amorce

Un extrait acellulaire correspond au contenu d'une cellule qui a été détruite.

Conditions pour une synthèse d'ADN

Que faut-il dans un mélange réactionnel pour obtenir une synthèse d'ADN ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • des nucléotides triphosphate

  • une matrice d'ARN

  • une matrice d'ADN

  • une amorce (extrémité 3'-OH libre)

  • une ADN polymérase

  • une ARN polymérase

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Objectif de l'expérience

Que recherche Greider avec cette expérience ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • Mettre en évidence une activité de synthèse d'ADN

  • Mettre en évidence une hybridation

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Résultats positifs

Dans quelle(s) piste(s) observe-t-on un résultat franchement positif ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • piste 1

  • piste 2

  • piste 3

  • piste 4

  • piste 5

  • piste 6

  • piste 7

  • piste 8

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Amorces utilisées

Quelles sont les amorces utilisées pour la synthèse ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • (TTGGGG)4

  • télomère de levure

  • (CCCCAA)4

  • pBR322

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Interprétation (1)

Que signifient les résultats observés ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • il existe dans la cellule une enzyme capable de synthétiser les télomères

  • les amorces s'assemblent bout à bout

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Interprétation (2)

Que met en évidence l'aspect en "barreaux d'échelle" du gel ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • L'allongement se fait de manière aléatoire

    Non, dans ce cas, on observerait un smear.

  • L'enzyme ajoute des multiples d'une même séquence

    L'aspect en barreau d'échelle est typique de la répétition d'une même séquence. Le nombre de répétitions change d'une molécule à l'autre.

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Expérience de Greider et Blackburn⚓

Titre de l'activité : Expérience de Greider et Blackburn

Greider et Blackburn ont ensuite montré que l'enzyme identifié était un complexe ribonucléoprotéique. En 1989, elles ont identifié un ARN contenant la séquence CAACCCCAA.

Elles ont rendu cette séquence indisponible et ont constaté que l'activité télomérase était abolie.

Interprétation de l'expérience

Que peut-on déduire de cette expérience ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • l'ARN est nécessaire à l'activité télomérase

  • l'ARN n'est pas nécessaire à l'activité télomérase

CorrectionRecommencer

D'autre part, elles ont introduit des mutations dans la séquence de l'ARN. Après séquençage des télomères, elles ont retrouvé les altérations au niveau de leur séquence.

Interprétation

Que peut-on déduire de cette nouvelle expérience ?

Votre choixChoix attenduRéponse
  • l'ARN sert d'amorce à la synthèse des télomères

  • l'ARN sert de matrice à la synthèse des télomères

Puisque des mutations au niveau de l'ARN sont retrouvées au niveau de la séquence des télomères, c'est que l'ARN sert de matrice à la synthèse des télomères.

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  • Mise en évidence des télomères
    • Mise en évidence de la télomérase
      • Expérience de Greider
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