Thème pédagogique : Expression des gènes en seconde, Spécialisation des cellules (2de)

Niveau : Seconde

Partie du Programme :
Chez les organismes pluricellulaires, les organes sont constitués de cellules spécialisées formant des tissus, et assurant des fonctions particulières.
Toutes les cellules d’un organisme possèdent toutes initialement la même information génétique organisée en gènes constitués d’ADN (acide désoxyribonucléique). Cependant, les cellules spécialisées n’expriment qu’une partie de l’ADN.

Activité : L’expression des gènes dans les cellules humaines (2de)

Mise en situation et problématique :

On estime le nombre de gènes dans l’espèce humaine à environ 20 000. Chaque cellule humaine dispose de l’ensemble des gènes.

Comment expliquer alors la diversité des cellules et leur spécialisation selon les organes et tissus auxquels elles appartiennent ?

Lorsque d’un gène est utilisé dans une cellule, on dit qu’il s’exprime et dans ce cas il entraine la production de molécules particulières dans la cellule dont il est possible de mesurer la quantité. L’expression d’un gène peut donc se mesurer à partir de la quantité de molécules particulières produite par la cellule.
On a mesuré ici l’expression de 5 gènes différents dans 5 types de cellules spécialisées de l’organisme humain.
Il s’agit des cellules de l’œil, de l’intestin, du muscle de la peau et du sang.

Tableau des 5 gènes étudiés :

Remarque : Le gène prend souvent le nom de la molécule dont il permet la production. Ainsi le gène 1 est appelé le gène de la myosine

Q1 : Utiliser les informations trouvées sur le site pour compléter le tableau fourni.

* Les cellules du sang sont produites dans la moelle osseuse et apparaissent sous cet organe dans l’Atlas des protéines.

Q2 : Montrer à partir du tableau complété que la spécialisation de la cellule est liée à une expression différente des gènes qu’elle porte.

Aide à la réalisation : Utiliser le profil d’expression des gènes : Onglet TISSUE \ RNA AND PROTEIN EXPRESSION SUMMARY 

Eléments de réponse :

Q1 : Utiliser les informations trouvées sur le site pour compléter le tableau fourni.

*Les cellules du sang sont produites dans la moelle osseuse et apparaissent sous cet organe dans l’Atlas des protéines.

** exemples supplémentaires pouvant permettre un travail collaboratif (avec davantage de d’exemple et tableau collaboratif à remplir)

Gènes : SLC5 = transporteur actif (SGLT), SLC2 = transporteur passif (GLUT)

Q2 : Montrer à partir du tableau complété que la spécialisation de la cellule est liée à une expression différente des gènes qu’elle porte.

Les cellules produisent des molécules différentes qui correspondent à leur spécialisation. Elle exprime certains gènes et pas d’autres. Par exemple, Les cellules de l’œil (rétine) produisent des molécules permettant la vision comme les opsines mais pas de l’hémoglobine tandis que les cellules du sang (hématies) produisent de l’hémoglobine permettant le transport de l’oxygène mais pas d’opsines.