UNIVERSITE DE RENNES 1 - UFR SVE                  Année Universitaire 2000-2001
DEUG SCIENCES (1^ère année) : Sciences de la Vie                                  (1^ère Session d'examen)

Module UE4 (BIOLOGIE 2) : Biologie et Génétique Moléculaire et Cellulaire
EPREUVE DE TRAVAUX PRATIQUES & TRAVAUX DIRIGES

Voir Francis Omilli   Laboratoire de Biologie et Génétique du Développement
ou S. Deschamps       UMR 6061, CNRS,
                                   2, Avenue Pr Léon Bernard
                                   35043 RENNES CEDEX
                                   Tél : 02 99 33 69 69

Durée totale de l'épreuve : 45 minutes
Vous répondrez aux questions directement sur ces feuilles dans les espaces prévus à cet effet et vous les insèrerez dans une copie double à coin gommé portant toutes les informations demandées. Vous n'oublierez pas de faire figurer votre n° d'anonymat sur chaque feuille.
Pour cette épreuve, aucun document, support de document ou support de communication n'est autorisé.

La notation tiendra compte de la clarté et du soin apportés aux réponses et à la présentation.

I ) Définir chacun des termes suivants en 2 lignes au maximum :
    a) Nucléole : région nucléaire dense : lieu de synthèse des ARN ribosomiques et de formation des sous-unités ribosomiques
    b) Euchromatine : C'est la chromatine diffuse (décondensée) qui correspond à la "chromatine active". Elle est le lieu d'une transcription importante.
    c) Hétérochromatine : C'est la chromatine dense ou "chromatine inactive" à partir de laquelle il a peu ou pas de transcription.
    d) Chromosomes homologues : Ce sont les chromosomes identiques (structure et organisation génique) dans une cellule diploïde. L'un est d'origine paternelle, l'autre d'origine maternelle.
    e) Chromatides-sœurs : La réplication de l'ADN en phase S permet la formation de 2 copies de chaque chromosome. Ces deux chromatides que l'on appelle chromatides soeurs restent associées au niveau du centromère.

II )Problème :
    Des cellules somatiques sont étalées dans des boîtes de pétri où elles se multiplient. Lorsque la croissance a démarré, le nombre de cellules est calculé aux temps 0 et 60 heures :
T0 = 6. 10⁴ cellules, T60h = 4,8. 10⁵ cellules,
    a) Quelle est la durée du cycle cellulaire ?
La quantité de cellules a été multipliée par 8 en 60h. 8 = 2³. Il y a donc eu 3 générations en 60 h. Le temps d'une génération est donc de 60/3 = 20h.
Ces cellules sont placées dans un milieu nutritif pauvre, ce qui a pour effet de stopper leur croissance : elles restent ainsi bloquées en phase G1. Un agent mitogène (facteur stimulant la croissance cellulaire) est ensuite ajouté aux cellules ce qui les conduit toutes à se multiplier de manière synchrone. Enfin, on fournit à ces cellules un précurseur radioactif de l'ADN puis on les bloque en métaphase.
    b) Quel précurseur utiliseriez-vous pour avoir une incorporation spécifique dans l’ADN ? (justifiez votre réponse).
L'utilisation de dTTP radioactif permettra de suivre spécifiquement la synthèse d'ADN.

    c) Quelle drogue utiliseriez-vous pour bloquer les cellules en métaphase (2^nd blocage) ?
La colchicine bloque la synthèse des microtubules et donc du fuseau mitotique. Elle bloque ainsi la mitose en métaphase.

    d) A quel moment est incorporé le précurseur radioactif ?
Le précurseur radioactif sera incorporé au cours de la phase S (réplication du matériel génétique).
    e) Dessinez une paire de chromosomes homologues de ces cellules en indiquant les chromatides et la localisation de la radioactivité.

III ) La Méiose :
   a) A l’aide de schémas, décrivez les différentes étapes de la méiose (prenez l'exemple d'une cellule germinale souche avec 3 paires de chromosomes de tailles différentes (grande, moyenne et petite).

Voir cours et TP

    b) En absence de recombinaison, combien de gamètes génétiquement différents peuvent être issus de cette cellule souche ? L'être humain possède 23 paires de chromosomes, combien de gamètes génétiquement différents a-t-on dans ce cas ?
2³ = 8 gamètes différents (2n = 6)
2ⁿ = 2²³ gamètes différents (2n = 46)

    c) En quoi consistent les brassages génétiques intrachromosomique et interchromosomique ?
Chaque cellule issue de la première division de méiose ne contient qu'un lot haploïde de chromosomes.
Le brassage interchromosomique est le résultat de la disposition aléatoire, par rapport à la plaque équatoriale, des chromosomes homologues ou cours de la metaphase de la première division de méiose.
Cela conduit à la formation potentielle de nombreuses cellules différentes quant à leur composition chromosomique (origine paternelle ou maternelle de chacun des chromosomes).

Le brassage intrachromosomique est le résultat des évènements d'échange de matériel génétique (crossing over) entre les chromatides non-soeurs des chromosomes homologues au cours de la prophase de la première division de méiose.