Bernadette Féry Hiver 2007
Évolution et Diversité du Vivant
(101-NYA-05)
Cours 3
(Première partie) Historique
Historique
George Wells Beadle(1903 - 1989)
Edward Lawrie Tatum (1909 - 1975 )
1. Avant, on croyait que les protéines étaient le matériel héréditaire
2. Expériences majeures ayant fait
comprendre que l’ADN est le matériel héréditaire
• L'expérience de Griffith (1928)
• L'expérience d'Hershey et Chase (1952)
3. À la recherche de la structure de l’ADN 4. Découverte du lien entre l’ADN et les
protéines.
• Invention du mot «gène»
• Hypothèse d’Archibald Garrod (1909)
• Expérience de George Beadle et
Edward Tatum sur la moisissure du
pain
• Au début des années 1940 on savait que les chromosomes étaient constitués
d'ADN et de protéines mais on croyait que les protéines étaient le matériel héréditaire.
• Deux expériences majeures mènent les Deux expériences majeures mènent les chercheurs à reconnaître leur erreur.
chercheurs à reconnaître leur erreur.
1. Avant, on croyait que les protéines
étaient le matériel héréditaire
2. Expériences majeures ayant fait comprendre que l’ADN est le matériel héréditaire
Deux souches bactériennes et des souris
L'expérience de Griffith (1928)
La souche S est non pathogène parce qu'elle est dépourvue de capsule. Le système
immunitaire la reconnaît et la détruit.
Boîte de pétri vue de côté
Boîte de pétri vue de dessus
Souche non pathogène sans capsule
Souche S (smooth)
La colonie bactérienne, sur de la gélose, paraît lisse
La souche R est pathogène parce que sa capsule la protège du
système
immunitaire de ses victimes.
Boîte de pétri vue de côté
Boîte de pétri vue de dessus
Souche pathogène avec capsule
Souche R (rough)
La colonie bactérienne, sur de la gélose, paraît rugueuse
Expérie nce
1. Les bactéries vivantes S «non pathogènes» ont capté quelque chose des bactéries mortes R «non pathogènes» et se sont transformées en pathogènes.
2. L'agent de transformation est héréditaire puisque les
bactéries transformées en pathogènes se reproduisent et forment d'autres bactéries pathogènes.
3. Le matériel héréditaire n'est pas de nature protéique puisque la chaleur dénature les protéines et que les bactéries
pathogènes injectées dans l'expérience ont été tuées par la chaleur.
Serait-ce que le matériel héréditaire n'est pas constitué de protéines ???
Conclusions
Souche R vivante
«pathogène»
Souche S vivante
«non pathogène»
Souche R tuée par la chaleur
Mélange de souche S vivante et de
souche R tuée par la chaleur La
souris morte contient des
cellules R
vivantes
L'expérience d'Hershey et Chase (1952)
Deux groupes de virus (des phages) et
des bactéries
Un groupe de
virus avait son ADN
marqué avec du
phosphore radioactif 32 (
32P).
Un groupe de virus avait ses protéines marquées avec du soufre
radioactif 35 (
35S).
Une bactérie
Trois phages sur une bactérie
Injection de matériel
génétique
Campbell : 312 (2eéd. française) — Figure 16.2
Culture de bactéries en
présence de virus dont les protéines sont marquées.
La culture est
passée au “blender”
pour détacher les particules virales des bactéries.
Le surnageant (contenant les
capsules virales) est radioactif
Capsules virales marquées au 35S
Le culot (contenant les bactéries) n’est pas radioactif.
Centrifugation
Le traceur est à
l’extérieur de la
bactérie
Les protéines radioactives du virus
demeurent à l'extérieur des bactéries, dans le surnageant.
Le matériel injecté aux bactéries, par les virus, n’est donc pas constitué de
protéines.
Expérienc e A
Conclusion
Taggart : 219
(1eéd. Fr) — Figure 13.4
Campbell : 312 (2eéd. française)
— Figure 16.2
L’ADN radioactif du virus entre à l’intérieur des bactéries.
Le matériel injecté dans les bactéries, par les virus, est l’ADN.
Expérienc e B
Conclusion
Le traceur est à l’intérieur de la bactérie
Taggart : 219
(1eéd. Fr) — Figure 13.4
ADN viral marqué au 32P
Culture de bactéries en
présence de virus dont l’ADN est marqué.
La culture est
passée au “blender”
pour détacher les particules virales des bactéries.
Le culot (contenant les bactéries) est radioactif.
Le surnageant
(contenant les capsules virales) n’est pas
radioactif
Campbell : 312 (2eéd. française) — Figure 16.2
Donc, le matériel héréditaire est l’ADN et non pas les protéines.
Les biologistes, maintenant convaincus que le support génétique est de l'ADN. Ils se lancent à la recherche de sa structure.
3. À la recherche de la structure de l’ADN
Sa radiographie de l'ADN par
diffraction de rayons X
• Rosalind Franklin
• Morte à 38 ans d'un cancer
• Son équipe a reçu le prix Nobel en 1962 mais pas elle !!!
Campbell : 313 (2eéd. française) — Figure 16.4
WATSON, J. D. & CRICK, F. H. C. , (1953)
« A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid ».
Nature, 171, p. 737-738.
Watson
Crick
Watson et Crick proposent un
modèle de l'ADN basé sur la
radiographie de l'ADN faite par Rosalind
Franklin.
On sait que l’ADN est le matériel héréditaire et on connaît sa
structure en double hélice. Mais comment dicte-il l’aspect
physique d’un organisme ?
Bientôt, on va découvrir le lien entre l’ADN (les gènes) et les protéines.
4. Découverte du lien entre l’ADN et les protéines
Invention du mot «gène»
Wilhem Johannsen dénomme « gènes » les particules de l'hérédité proposées par
Mendel puis redécouvertes au début des
années 1900. En 1909 En 1909
Hypothèse « un gène-un enzyme »
Archibald Garrod émet une hypothèse : les gènes hypothèse contiennent l'information pour la formation d'enzymes particulières.
En 1909 (
En 1909 (40 ans avant que l'ADN ne soit reconnu comme étant le matériel héréditaire).
À partir de l'étude d'une anomalie métabolique
humaine : l'alcaptonurie (une affection bénigne où l'urine noircit rapidement à l’air).
Il observe la fréquence de l’alcaptonurie dans diverses familles.
Il constate que cette maladie se transmet selon les règles
mendéliennes : le patient doit avoir reçu 2 gènes de la maladie.
Il suggère que ces malades ont hérité d'une incapacité de
produire une enzyme particulière.
(Il appela ce type d'affection : les
erreurs innées du métabolisme.)
Par George Wells Beadle et Edward Tatum
Chez Neurospora crassa, un champignon filamenteux : la moisissure rouge du pain (en 1941)n 1941)
Expériences prouvant la justesse de l’hypothèse de Garrod
Campbell : 329 (2eéd.
française)
— Figure 17.1
