Si la possibilité de s'auto-répliquer pour une molécule d'ADN avait été prédite par Watson et Crick, qui en avaient par ailleurs décrit la structure, c'est J. Herbert Taylor qui devait prouver leur hypothèse à l'aide d'une expérience élégante.
- On veut cherche à montrer comment Taylor à élucidé le mécanisme moléculaire de la réplication de l'ADN.
Notions évoquées dans ce dossier
- un marqueur
- une autoradiographie
- la réplication semi-conservative
Document 1 - Principe de l'expérience
Afin de déterminer le mode de réplication de l'ADN, Taylor utilise un marqueur qui permet de distinguer les parties anciennes des parties nouvelles de chaque chromatide.
Il teste trois hypothèses expliquant le mécanisme moléculaire de la réplication de l'ADN.
Les trois modes possibles de réplication de l'ADN
Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr/Documents/TP/1s11tp2/index.htm
Document 2 - Protocole
Pour pouvoir observer les chromosomes avec leurs deux chromatides reliées l'une à l'autre, on bloque la mitose avec une substance, la colchicine. Le marqueur utilisé dans l'animation est de la thymine radioactive.
Les premières images représentent des cellules (végétales) dans une boîte de Pétri.
Étapes :
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Source : http://svt.ac-rouen.fr/tice/animations/taylor/taylor.htm |
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Document 3 - Résultats
Avec un marqueur radioactif
| Après 1 cycle cellulaire | Après 2 cycles cellulaires |
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Source : http://raymond.rodriguez1.free.fr/Documents/TP/1s11tp2/index.htm
Avec un marqueur fluorescent
Les chromosomes sont observés après 2 cycles cellulaires.
Dans cette technique plus récente, on marque l'ADN avec une substance colorée (non radioactive). La couleur d'une chromatide dépend du nombre de brins de la molécule ADN marqués :
- avec un seul brin d'ADN marqué, la chromatide apparaît en jaune ;
- avec aucun des deux brins d'ADN marqué, la chromatide apparaît en brun orangé.
Source : livre de SvT de 1eS (Nathan, 2011)
Pistes d'exploitation
- Justifier les adjectifs donnés aux trois modes possibles de réplication de l'ADN.
- À quoi sert l'étape de lavage au cours d'une autoradiographie ?
- Représenter schématiquement une molécule d'ADN (modèle "en échelle") avant la phase S, puis ses molécules filles après un cycle cellulaire puis après un second, en représentant d'une couleur particulière les éléments marqués, selon le mode semi-conservatif. Le modèle est-il conforme avec les observations à l'échelle des chromosomes ?
- Prévoir (et représenter) l'aspect des molécules filles d'ADN après un troisième cycle cellulaire (sans marqueur).
Document de secours
Interprétation de l'expérience de Taylor
Dans cette animation, on a représenté une molécule d'ADN initiale (avant la réplication) et des nucléotides libres au-dessus d'elle.
Les nucléotides marqués sont représentés en rouge ("T" rouge), les nucléotides non marqués en vert. Dans l'animation, seul le mode semi conservatif est testé.
- éléments de réponse (question d)