Annales gratuites Bac 1ère ES : Un gène des photorécepteurs

UN GENE AU SECOURS DE LA RETINE

Document 1
L'amaurose de Leber est une rétinopathie, c'est à dire une maladie qui affecte certaines cellules réceptrices de lumière (photorécepteurs) de la rétine humaine. Elle est héréditaire et atteint la vision humaine dès la naissance. Les individus touchés ont des difficultés à voir la nuit ou dans la pénombre.
Elle est due, dans 16 % des cas, à une anomalie du gène RPE, lequel code normalement une protéine du même nom, impliquée dans la sensibilité des photorécepteurs.
Les cellules photoréceptrices des patients présentant la version mutée de ce gène réagissent donc peu à la lumière...

D'après un article de science et vie décembre 2002.

Document 2 :
a) "Bien qu'encore incomplète, la connaissance des aspects génétiques de cette maladie laisse envisager de nouvelles pistes de traitement, notamment par thérapie génique", espère le Pr Sahel de l'institut de la vision à Paris et les premiers résultats sont encourageants. Parmi les plus spectaculaires, on trouve les travaux de l'équipe de Jean Bennett de l'université de Pennsylvanie. Ces chercheurs ont injecté, sous la rétine de jeunes chiens briards atteints d'amaurose de Leber, un virus dans lequel ils avaient implanté la version normale du gène RPE. En six semaines, la vision de ces animaux s'est améliorée. De telles expériences visent à restaurer les fonctions des cellules de la rétine, mais d'autres approches sont explorées...

D'après un article de  science et vie décembre 2002.

b) portion de l'allèle normal du gène RPE

   469                                                                                       498ème nucléotide
--- GAG ACC AAC TTC ATT ACA AAG ATT AAT CCT ---

portion de l'allèle déficient du gène RPE du chien briard

   469                                                                           494ème nucléotide
--- GAG ACC AAC TTC ATT ACA TTA ATC CT ---

extrait de Molecutar Vision 1998 ; 4:23   http://www.molvis.org

Première question Saisir des données et les mettre en relation (8 points)
Identifiez précisément :
● l'origine génétique de cette rétinopathie
● ses conséquences sur le phénotype aux échelles cellulaire et macroscopique.

Deuxième question Saisir des informations et les mettre en relation avec les connaissances (6 points)
Montrez que le traitement de la maladie par thérapie génique correspond à une transgénèse.

Troisième question Mobiliser des connaissances et les restituer (6 points)
Expliquez comment une mutation peut engendrer des modifications du phénotype moléculaire.

I - L'ANALYSE DE L'ENONCE

a - Les thèmes et notions abordés

Phénotype, génotype, A.D.N, séquence de nucléotides, mutation, transgénèse.

b - Les coups de pouce du sujet

Le sujet couvre l'ensemble du thème "du génotype au phénotype", le segmentant en trois questions. Vous avez peu de risques de "sécher" sur l'ensemble du sujet.

c - Les difficultés du sujet

Les questions sont classiques. La principale difficulté réside dans l'observation des portions d'allèles, c'est-à-dire dans le repérage de la mutation.

II - L'ANALYSE DES DOCUMENTS

● Le document 1 nous renseigne sur une maladie héréditaire, l'amaurose, atteignant la vision crépusculaire. Un gène, RPE, est impliqué dans cette déficience.
● Le document 2a nous apprend qu'une méthode de thérapie génique utilisant un virus comme vecteur est actuellement à l'étude.
● Le document 2b nous donne la séquence de nucléotides d'une portion du gène RPE. Il permet de comparer l'allèle normal et l'allèle muté. On observe une délétion (soit une disparition) de 4 paires de base (base 487 à 490).

III - LES REPONSES Aux QUESTIONs

Question 1

D'après le document 2b, une délétion dans le gène RPE est à l'origine de cette rétinopathie. Il apparaît que les paires de base de l'ADN numérotées 487, 488, 489 et 490 n'existent pas dans l'allèle déficient.
L'allèle déficient du gène RPE montre donc une mutation.
Le gène RPE code pour une protéine impliquée dans la sensibilité des photorécepteurs ; les conséquences phénotypiques sont :
● à l'échelle cellulaire, une faible réaction à la lumière des cellules photoréceptrices
● à l'échelle macroscopique, des difficultés de vision crépusculaire apparaissant dès la naissance.

Question 2 : Restitution de connaissances

Afin de restaurer la vision, la protéine RPE de l'allèle normal doit être synthétisée par les cellules photoréceptrices. C'est ce qui est tenté par le traitement par thérapie génique présenté dans le document 1.
L'allèle normal a été implanté dans un virus qui joue le rôle de vecteur. L'amélioration de la vision des animaux traduit la traduction du gène normal par les cellules photoréceptrices.
Ceci correspond bien à une transgénèse : un gène "intéressant" a été transféré à un organisme receveur.

Question 3

Une mutation est une modification de la séquence des nucléotides d'un gène. Cette mutation peut entraîner une modification de la protéine traduite, responsable du phénotype moléculaire.
En effet un gène est traduit, dans le cytoplasme, en une protéine. Trois paires de bases constituent un codon auquel le code génétique fait correspondre un acide aminé (élément constitutif de base de la protéine). L'enchaînement ordonné des acides aminés forme la protéine et lui confère sa fonction. Une mutation, telle celle du gène RPE, entraîne une modification de la séquence des acides aminés et donc une modification du phénotype moléculaire.