Tp8 xeroderma pigmentosum

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Systèmes de réparation de l'ADN défaillants : les enfants de la lune.

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Tp8 xeroderma pigmentosum

  1. 1. TP 8. Etude des effets des rayonnements UV sur l’ADN : le cas du Xeroderma pigmentosum. Le Xeroderma pigmentosum est une maladie génétique rare (4000 cas dans le monde) caractérisée par une hypersensibilité de la peau aux rayons ultraviolets (UV). Les individus qui en sont atteints subissent des brûlures de la peau et des dommages aux yeux à la suite d’une simple exposition à la lumière du soleil ou d’une lampe non adaptée. Les sujets présentent très jeunes une peau sèche et tachetée comparable à celle d’une personne âgée ayant passé son existence au soleil. Les taches brunes résultent de la mort de certaines cellules de la peau, suite aux nombreuses mutations sous l’effet des rayons UV. D’autres cellules de la base de l’épiderme perdent le contrôle de leurs divisions et se multiplient rapidement jusqu’à former des tumeurs cancéreuses. Les enfants atteints développent ainsi leur premier cancer de la peau en général avant l’âge de 10 ans. Il n’existe aucun traitement pour cette maladie ; seules des mesures préventives par maintien du malade à l’ abri du rayonnement UV sont appliquées ou l’utilisation de combinaison anti-uv. 1. Effets des UV sur l’ADN. a. Les radiations ultraviolettes (UV) peuvent affecter l'ADN des cellules en entraînant, la formation d'une liaison entre 2 thymines successives. Deux thymines liées par une liaison covalente forment alors un dimère thymine. Au niveau d'un dimère thymine, la disparition des liaisons hydrogène provoque un défaut d'appariement des deux brins et ainsi la déformation de l'ADN. La présence d'un dimère thymine peut avoir deux conséquences : Le blocage des ADN polymérases ce qui entraîne l'arrêt de la réplication et la mort cellulaire (apoptose)
  2. 2. Un défaut d'appariement et ainsi l'apparition d'une mutation par introduction d'un nucléotide erroné. Par ailleurs l’accumulation de mutations au sein des cellules peut conduire au processus de cancérisation ; les cellules cancéreuses vont se multiplier indéfiniment, sans contrôle, générant une tumeur qui provoque à terme des lésions importantes de l’organe atteint. Activité 1 : A l’aide de Rastop ouvrir le fichier adnmut.pdb et utiliser les fonctionnalités du logiciel pour mettre en évidence un dimère thymine. Appeler courtoisement votre professeur pour vérification. b. Des cellules, qui n’ont jamais été exposées aux UV, sont prélevées chez un individu sain et chez un individu atteint de Xeroderma pigmentosum. Ces cellules sont mises en culture puis sont soumises à un rayonnement UV à dose variable (graphique 1). Après l’arrêt de l’irradiation, pour une dose d’exposition donnée, on mesure dans les deux cultures l’évolution du pourcentage des dimères thymine dans l’ADN au cours du temps (graphique 2). Donnez une interprétation des résultats obtenus
  3. 3. 2. Les systèmes de réparation. Ils font intervenir des protéines dont chacune résulte de l’expression d’un gène ; la réparation se déroule en plusieurs étapes présentées dans le document 1 ; les gènes impliqués sont localisés selon les données du document 2. Doc 1. Doc2. Activité 2 Ouvrir à partir de Rastop le fichier 1vas.pdb qui montre l’action de la protéine XpA sur l’ADN ; colorer chacun des brins d’ADN (chaîne B en bleu et chaîne C en rouge) ; colorer la protéine (chaîne A) en vert. Au sein de la chaîne B colorer le dimère thymine en doré (gold). Appeler avec douceur votre professeur pour vérification. 3. Aspects génétiques de la maladie.
  4. 4. Vous disposez des deux fichiers suivants : xpa_prot.edi qui regroupe les séquences peptidiques de la protéine XpA d’un individu non malade (pro_xpanorm.pro) et de neuf sujets malades du Xeroderma pigmentosum (pro_xpa1.pro à pro_xpa9.pro) xpa_adn.edi qui regroupe les séquences de nucléotides du gène XpA d’un sujet sain (xpa_0.cod) et des neufs sujets malades (xpa_1.cod à xpa_9.cod) On s’intéresse aux malades 4 et 5. Le malade 4 présente une hypersensibilité très forte aux UV ; il n’y a pas réparation de son ADN. Le malade 5 présente une sensibilité moins marquée aux UV; son ADN peut être réparé mais l’efficacité de ces réparations est diminuée. En traitant à l’aide d’Anagène les données relatives à chacun des deux malades, déterminer l’origine de leur maladie et formuler une explication quant à la différence de gravité de la maladie entre ces deux sujets. 4. Bilan. A partir de vos résultats et des différentes données présentes ci-dessus (et, je dois le reconnaître, un peu éparpillées), réaliser un schéma bilan sous forme d’une chaîne de causalité expliquant le Xeroderma pigmentosum.

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