Exercices La conservation des génomes : stabilité génétique et évolution clonale

Document 1 : Les levures

Les levures sont des champignons unicellulaires provocant la fermentation des matières organiques ou végétales. Le terme « levure » désigne généralement le genre Saccharomyces, mais il en existe de nombreux autres, notamment le genre Candida qui possède un fort pouvoir pathogène chez l’être humain. Les levures sont des microorganismes d’environ 10 microns se reproduisant de façon asexuée. Elles sont composées d’une paroi cellulaire entourant la membrane plasmique qui protège la levure des agressions physico-chimiques du milieu extérieur. Ce sont des organismes eucaryotes, le noyau contient l’information génétique composant le génome chromosomique de la levure. Pour leur bon développement, les levures ont besoin de composés carbonés, source d’énergie, mais également de composés azotés et de minéraux variés utilisés comme facteur de croissance.

Après avoir pris connaissance du document 1, pouvez-vous décrire les phases cruciales de multiplication cellulaire chez la levure ?

Document 1 : Formation des gamètes

En vous aidant du document 1, pouvez-vous rappeler ce qu’est un gamète chez l’être humain et comment il se forme ?

Introduction de l’activité :

Les cellules d’un organisme pluricellulaire sont toutes issues d’une unique cellule-œuf. Les différentes cellules se forment par de nombreuses successions de cycles cellulaires. Le cycle cellulaire est un phénomène très régulé de division cellulaire qui permet d’obtenir des cellules filles identiques à la cellule mère. Cependant, il est possible que ce cycle se dérègle.

Document 1 : Les propriétés des cellules tumorales permettent la production d’anticorps

L’activation des lymphocytes B par injection d’un antigène entraîne une prolifération clonale. La prolifération clonale est une succession de cycles cellulaires produisant un nombre important de lymphocytes B identiques au lymphocytes B activé.

Ces lymphocytes sont ensuite récupérés et hybridés avec des cellules tumorales afin de former un hybridome. Mis en culture, l’hybridome va subir une multiplication clonale indéfinie grâce aux propriétés des cellules tumorales. Ces très nombreux hybridomes sont alors capables de produire des anticorps dirigés contre l’antigène sélectionné lors de la première phase de l’expérience.

Les anticorps sont ensuite récupérés et utilisés comme traitement. C’est notamment le cas pour les formes graves de COVID-19. En cas de réponse immunitaire insuffisante, des anticorps monoclonaux sont injectés au patient pour limiter l’activité du virus.

Document 2 : La protéine p53, garante de l’intégrité cellulaire lors de la division

Lors de la réplication, la fiabilité de l’ADN polymérase n’est pas de 100 %. Il est donc possible de voir apparaître des mésappariements entre les brins d’ADN lors de cette phase du cycle cellulaire. Ces mésappariements sont détectés dans la cellule par des protéines et notamment p53.

La protéine p53 joue un rôle primordial dans le déroulement normal du cycle cellulaire. Cette protéine permet l’arrêt du cycle cellulaire et la mise en place de mécanismes de réparation avant de poursuivre la division.

Lorsque les dommages sont irréparables, la protéine p53 permet la mise en place d’une cascade moléculaire entraînant la mort de la cellule. On appelle ce phénomène l’apoptose ou mort cellulaire programmée.

Document 3 : Le cancer, une maladie héréditaire ?

L’arbre généalogique de cette famille présente de nombreux cas de cancers déclarés. Les personnes, dont le signe est plein, ont développé un cancer. Certaines personnes de cette famille possèdent un allèle muté du gène p53.
La deuxième partie du document indique l’âge des personnes et leur statut médical.

À partir des documents 1 et 2, proposez une hypothèse permettant d’expliquer la capacité des cellules cancéreuses à se développer indéfiniment.