Annales gratuites Bac 1ère ES : Phénotype / Pigmentation

Document 1
La pigmentation de la peau résulte d'un seul pigment, la mélanine, présente dans les cellules de l'épiderme (les kératinocytes).
La mélanine est produite par d'autres cellules, les mélanocytes puis exportée vers les kératinocytes . Tous les individus ont un nombre identique de mélanocytes. Il n'y a pas de "blanc", de "jaune" ou de "noir", mais une couleur unique, brune qui va du plus foncé quand la production de mélanine est élevée au plus clair quand elle est faible. La mélanine est synthétisée dans des structures cellulaires (les mélanosomes) à partir d'un acide aminé, la tyrosine, transformé par l'action d'une protéine, la tyrosinase. Lorsque l'acidité des mélanosomes est élevée, l'activité de la tyrosinase est réduite.

Document 2
Plusieurs gènes sont impliqués dans la modulation de la couleur de la peau. Parmi ceux-ci, on trouve le gène OCA2 dont on connaît plusieurs allèles. Il est responsable de la synthèse d'une protéine appelée "P". C'est une protéine dont la quantité est sensiblement identique chez tous les humains quelle que soit la couleur de leur peau. Cette protéine a pour fonction d'abaisser l'acidité des mélanosomes.
Certains allèles du gène OCA2 codent une protéine P dont l'activité est faible, voire inexistante.
D'après Pour la Science n°313 nov. 2003

Première question (10 points)
Saisir des données et les mettre en relation.

A partir de l'étude des deux documents ci-dessus, proposez une explication possible au phénotype "peau claire".
Votre réponse fera intervenir : les kératinocytes, les mélanosomes, la mélanine, la protéine P, la tyrosinase, le gène OCA2.

Deuxième question (10 points)
Mobiliser des connaissances et les restituer.

Expliquez comment les gènes interviennent dans l'établissement du phénotype.
 

Il s'agit d'un sujet clairement centré sur le thème "Du génotype au phénotype".
La première question demande de suivre calmement un raisonnement logique. Les contraintes apparentes de la question sont une aide à la formulation de la réponse.
La seconde question est une question de cours plutôt classique, mais, peut être difficile à limiter.

D'après le Document 1, on sait que la mélanine responsable de la pigmentation est fabriquée dans les mélanosomes des mélanocytes grâce à une enzyme la tyrosinase. Cette enzyme a une activité réduite à acidité élevée.
D'après le Document 2, on sait que l'acidité du mélanosome est abaissée par une protéine P codée par le gène OCA2. Des allèles du gène OCA2 codent pour une protéine P à activité réduite.
On peut donc donner une explication possible au phénotype "peau claire".
Lorsque les allèles du gène OCA2 présents codent pour une protéine P à activité faible, l'acidité des mélanosomes est élevée, l'activité de la tyrosinase est réduite, une faible quantité de mélanine est produite et migre dans les kératinocytes :
La peau est claire.

Les gènes sont constitués d'A.D.N composant les chromosomes du noyau cellulaire.
Grâce à la structure de cette molécule, les gènes sont un message codé par la séquence des bases azotées (A, C, T et G) qui les constitue.
Ce message est transmis au cytoplasme où il est traduit. On a pu établir le code génétique qui, à un triplet de bases (dit codon), fait correspondre un acide aminé.
Grâce à ce code, l'information contenue dans le gène va pouvoir s'exprimer sous la forme d'une chaîne ordonnée d'acides aminés (dite séquence d'acides aminés) aboutissant à la formation d'une protéine. On pourra observer le phénotype moléculaire (+ ou - de mélanine par exemple).
Les protéines sont les acteurs essentiels du phénotype cellulaire (kératynocytes pauvres en mélanine, par exemple).
L'ensemble des activités cellulaires donne le phénotype de l'individu (ici, "peau claire").
Mais, il ne faut pas oublier que l'expression des gènes est soumise à l'environnement. Et les peaux claires le seront un peu moins à la fin de l'été.