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7.1 : Protocole ADN - Biologie

7.1 : Protocole ADN - Biologie


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Extraire l'ADN de vos cellules

Chaque cellule de votre corps a un noyau avec plusieurs chromosomes. Le noyau est également entouré d'une membrane.

Pour extraire l'ADN des cellules humaines, vous devrez ouvrir les membranes cellulaires et les membranes nucléaires et séparer l'ADN des autres types de molécules biologiques dans les cellules humaines. Vous utiliserez les mêmes étapes de base que les biologistes lorsqu'ils extraient l'ADN (par exemple pour cloner l'ADN).

Vous suivrez ces 3 étapes faciles pour extraire l'ADN :

détergent

eNzymes (attendrisseur de viande)

UNEalcool

Obtenir votre échantillon de cellules

  • Les cellules de la muqueuse buccale se détachent facilement, vous pourrez donc collecter des cellules contenant votre ADN en faisant circuler un liquide dans votre bouche. Obtenez une tasse avec une boisson pour sportifs. Vous aurez besoin d'obtenir des milliers de cellules de vos joues dans la boisson pour sportifs afin d'extraire suffisamment d'ADN pour voir. Par conséquent, vous devez agiter vigoureusement la boisson pour sportifs dans votre bouche pendant au moins une minute. Recrachez ensuite la boisson dans la tasse.

Étape 1 : Détergent

  • Ajouter une petite quantité de détergent (environ 0,25 ml) dans un tube à essai. Mettez un gant sur la main que vous utiliserez pour tenir votre tube à essai, pas la main que vous utiliserez pour verser. Maintenant, versez soigneusement la boisson contenant les cellules de vos joues dans le tube à essai avec du détergent jusqu'à ce que le tube soit à moitié plein.

Pourquoi est-ce que j'ajoute du détergent ?

Pour extraire l'ADN des cellules de vos joues, vous devez ouvrir à la fois les membranes cellulaires et les membranes nucléaires. Les membranes cellulaires et les membranes nucléaires sont principalement constituées de lipides. Le détergent à vaisselle, comme tous les savons, brise les amas de lipides. C'est pourquoi vous utilisez des détergents pour éliminer les graisses (qui sont des lipides) de la vaisselle sale. L'ajout du détergent à votre solution de cellules de joue ouvrira les membranes cellulaires et les membranes nucléaires et libérera votre ADN dans la solution.

Étape 2 : Enzymes

  • Ajoutez une pincée de l'enzyme (attendrisseur de viande) dans votre tube à essai. Avec votre pouce (ou paume) ganté couvrant le haut du tube à essai ; retourner doucement le tube cinq fois pour mélanger. Retirez votre gant et jetez-le à la poubelle. Laissez reposer le mélange pendant au moins 10 minutes. Pendant que vous attendez, lisez les informations en haut de la page suivante et répondez à la question 1.

Pourquoi est-ce que j'ajoute des enzymes ?

Chaque chromosome du noyau d'une cellule contient une très longue molécule d'ADN. Si vous étirez l'ADN trouvé dans l'une de vos cellules, il mesurerait 2 à 3 mètres de long. Pour adapter tout cet ADN à l'intérieur d'un noyau cellulaire minuscule, l'ADN est étroitement enroulé autour des protéines. L'enzyme dans l'attendrisseur de viande est une protéase, qui est une enzyme qui coupe les protéines en petits morceaux. Au fur et à mesure que cette enzyme découpe les protéines, l'ADN se séparera des protéines et se déroulera.

Chaque molécule d'ADN se compose de deux brins de nucléotides torsadés ensemble dans une longue spirale appelée double hélice. L'ADN est composé de quatre types différents de nucléotides : UNE, C, g, et T. Chaque molécule d'ADN contient plusieurs gènes. Chaque gène est un segment d'ADN avec une séquence de nucléotides qui fournit les instructions pour fabriquer une protéine.

Une cellule a besoin de plusieurs types de protéines pour fonctionner. Par exemple, une cellule a besoin :

  • Des enzymes protéiques pour effectuer les réactions chimiques nécessaires à la vie.
  • Protéines de transport pour déplacer les ions et les molécules dans et hors de la cellule et pour déplacer les substances à l'intérieur de la cellule.
  • Protéines structurales.

1. Tous les organismes vivants, y compris les bactéries, les plantes, les humains et les autres animaux, sont constitués d'une ou plusieurs cellules. Expliquez pourquoi tous les organismes vivants ont besoin d'ADN. Incluez les mots gènes et protéines dans votre explication.

Étape 3 : Alcool

  • À l'aide d'une pipette, ajoutez lentement de l'alcool à friction froid; laissez l'alcool couler sur le côté du tube à essai pour qu'il forme une couche au-dessus du liquide savonneux. Ajouter de l'alcool jusqu'à obtenir une couche d'environ 2 cm. d'alcool dans le tube. L'alcool est moins dense que l'eau, il flotte donc sur le dessus. Ne pas mélanger ou heurter le tube à essai pendant au moins 10 minutes. Les molécules d'ADN s'agglutineront là où l'eau savonneuse ci-dessous rencontre l'alcool froid ci-dessus, et vous pourrez voir ces amas d'ADN comme des brins blancs.

Noter

En attendant que l'ADN devienne visible, lisez les informations en haut de la page suivante et répondez à la question 2.

Pourquoi est-ce que j'ajoute de l'alcool ?

L'alcool froid réduit la solubilité de l'ADN. Lorsque de l'alcool froid est versé sur la solution, l'ADN précipite dans la couche d'alcool, tandis que les lipides et les protéines restent dans la solution.

Les gènes influencent les caractéristiques d'un organisme en déterminant les types de protéines que l'organisme fabrique. L'organigramme montre un exemple. Deux versions différentes d'un gène humain donnent les instructions pour produire une version normale ou défectueuse d'une enzyme protéique qui entraîne soit une couleur normale de la peau et des cheveux, soit l'albinisme.

Gène dans l'ADNProtéineCaractéristique

Une version du gène fournit des instructions pour fabriquer des enzymes protéiques normales.

Les enzymes normales fabriquent la molécule de pigment dans la peau et les cheveux.

Peau et cheveux normaux

L'autre version de ce gène fournit des instructions pour fabriquer des enzymes défectueuses.

Les enzymes défectueuses ne fabriquent pas cette molécule de pigment.

Albinisme (peau et cheveux très pâles)

2. Pour la plupart des gens, lorsqu'un vaisseau sanguin est endommagé, les protéines de coagulation dans leur sang produisent un caillot sanguin qui empêche les saignements excessifs. Cependant, certaines personnes ont une version défectueuse d'un type de protéine de coagulation, de sorte que les caillots ne se forment pas normalement. En conséquence, ils ont tendance à saigner excessivement après des blessures même mineures; ils sont hémophiles. Expliquez comment l'ADN d'une personne peut déterminer si elle est ou non hémophile.

Faire votre collier

  • Observez attentivement votre ADN qui devrait être visible sous forme de touffes de brins blancs flottant dans ou juste au bas de la couche d'alcool. Il peut y avoir des bulles d'air attachées aux brins.
  • Vous êtes maintenant prêt à transférer votre ADN du tube à essai à votre collier. Assurez-vous d'expulser l'air de votre pipette avant de mettre la pipette dans le tube à essai ; puis aspirez doucement votre ADN. Transférez l'ADN dans le petit tube bouché et remplissez-le jusqu'au bout d'alcool. Fermez le bouchon du tube autour d'un morceau de ficelle. Vous avez maintenant un collier avec votre propre ADN !

Structure et fonction de l'ADN

Ce dessin montre une courte section d'une double hélice d'ADN avec un diagramme de quatre nucléotides dans chaque brin de la double hélice. Chaque nucléotide a :

  • Un groupe phosphate (P) et une molécule de sucre dans le squelette du brin d'ADN
  • Une des quatre bases (A = adénine, C = cytosine, G = guanine ou T = thymine)

Chaque base d'un brin de la double hélice d'ADN s'apparie avec une base de l'autre brin de la double hélice. Les règles d'appariement des bases décrivent quelles bases s'apparient dans une double hélice d'ADN. Complétez les phrases suivantes pour donner les règles d'appariement des bases.

3. A dans un brin s'apparie toujours avec _____ dans l'autre brin. C dans un brin s'apparie toujours avec _____ dans l'autre brin.

Étant donné que tous les nucléotides de l'ADN sont identiques à l'exception de la base qu'ils contiennent, chaque nucléotide reçoit le même symbole que la base qu'il contient (A, C, G ou T).

Un polymère est constitué de nombreuses répétitions d'une molécule plus petite (un monomère). Par exemple, une protéine est un polymère d'acides aminés.

4. L'ADN est un polymère de ___________________________ .

La séquence de nucléotides d'un gène de l'ADN détermine quels acides aminés sont réunis pour former une protéine. Une séquence légèrement différente de nucléotides dans un gène peut entraîner une séquence différente d'acides aminés dans la protéine, ce qui peut modifier la structure et la fonction de la protéine.

Noter

La séquence de nucléotides dans un gène dans l'ADN

détermine la séquence d'acides aminés dans une protéine qui

détermine la structure et la fonction de la protéine qui

influence les caractéristiques ou traits de l'organisme.

5. Expliquez comment une différence dans la séquence de nucléotides d'un gène pourrait faire en sorte qu'un de ces garçons soit albinos et que l'autre garçon ait une couleur de peau et de cheveux normale.

Réplication de l'ADN

Notre corps a besoin de fabriquer de nouvelles cellules pour se développer ou pour remplacer les cellules endommagées. De nouvelles cellules sont formées par division cellulaire qui se produit lorsqu'une cellule se divise en deux cellules filles. Avant qu'une cellule puisse se diviser, la cellule doit faire une copie de tout son ADN ; c'est ce qu'on appelle la réplication de l'ADN.

6. Expliquez pourquoi la réplication de l'ADN est nécessaire avant qu'une cellule ne se divise en deux cellules filles.

Au cours de la réplication de l'ADN, les deux brins de l'hélice d'ADN sont séparés et chaque ancien brin fournit les informations nécessaires pour créer un nouveau brin correspondant. Chaque nucléotide du nouveau brin est associé à un nucléotide de l'ancien brin en utilisant les règles d'appariement des bases.

L'enzyme ADN polymérase aide à créer le nouveau brin d'ADN correspondant en ajoutant les nucléotides correspondants un à la fois et en joignant chaque nouveau nucléotide au nucléotide précédent dans le brin d'ADN en croissance.

La réplication de l'ADN produit deux nouvelles molécules d'ADN identiques à la molécule d'ADN d'origine. Ainsi, chacune des nouvelles molécules d'ADN porte la même information génétique que la molécule d'ADN d'origine.

Ce dessin ci-dessous montre un court segment d'ADN qui se sépare en deux brins en vue de la réplication.

  • Votre travail consiste à jouer le rôle de l'ADN polymérase et à créer de nouveaux brins d'ADN correspondants pour produire deux morceaux d'ADN double brin. Ajoutez les nucléotides correspondants un à la fois, en utilisant les règles d'appariement des bases et les nucléotides et le ruban fournis par votre enseignant.

7a. Y a-t-il des différences entre les deux nouveaux morceaux d'ADN double brin ?

7b. Ces nouveaux morceaux d'ADN double brin sont-ils identiques ou différents du morceau d'ADN original ?

8. Pourquoi est-il important que les deux copies de la molécule d'ADN aient exactement la même séquence de nucléotides que la molécule d'ADN d'origine ?

9. Sur la base de la fonction de l'ADN polymérase, expliquez pourquoi chaque partie du nom ADN polymérase (ADN, polymère, -ase) a un sens.

10. Expliquez comment l'ADN polymérase, la structure en double hélice de l'ADN et les règles d'appariement des bases fonctionnent ensemble pour produire deux copies identiques de la molécule d'ADN d'origine.


Voir la vidéo: FISH - Fluorescent In Situ Hybridization (Septembre 2022).


Commentaires:

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