Thème pédagogique : Les enzymes, des biomolécules aux propriétés catalytiques

Niveau : Première spécialité SVT

Partie du Programme : il s’agit de montrer que les enzymes, issus de l’expression génétique d’une cellule, sont essentiels à la vie cellulaire et sont aussi des marqueurs de sa spécialisation.
Capacité : Étudier des profils d’expression de cellules différenciées montrant leur équipement enzymatique.

Mise en situation et problématique :

Production des enzymes digestives par différents organes - Recherche de cellules exprimant des gènes

La digestion nécessite l’hydrolyse de différentes molécules présentes dans l’alimentation. Des enzymes réalisent cette simplification moléculaire.

Lors de la catalyse enzymatique digestive, les aliments sont digérés par des différentes enzymes hydrolysant les molécules complexes des aliments (glucides, lipides, protides et acides nucléiques) en nutriments simples pouvant être absorbé par la paroi du tube digestif.

Organes du tube digestif et glandes digestives (Source banque de schémas - ac-dijon)

Le tube digestif et les glandes digestives produisent les diverses enzymes de la digestion

On cherche, en étudiant l’expression des gènes des enzymes de la digestion, à montrer que les enzymes qui participent à la digestion des aliments sont produites par différentes cellules spécialisées.

Des gènes de différentes enzymes impliquées dans la digestion ont été identifiés et sont répertoriés dans l’atlas des protéines humaines (Human Protein Atlas), il s'agit par exemple des gènes : 
AMY1A, AMY2A, CTRC, LIPF, MGAM, PGA3, PNLIP, RNASE1 et SI

Exploitez la banque de données Human Protein Atlas pour montrer que les enzymes qui participent à la digestion des aliments sont produites par différentes cellules spécialisées.

Aide à la résolution :

Q1. Construire un tableau de comparaison des caractéristiques des gènes et de leur expression pour montrer que l’expression des gènes se fait dans différentes cellules.
Rechercher les gènes par le moteur de recherche,
Consulter les onglets Summary, Tissue, Sub cell, … pour repérer les informations utiles,
Compléter le tableau

Q2. Exploiter le tableau pour répondre au problème posé.

Tableau de comparaison des gènes des enzymes de la digestion :

Complément : Le protéome du pancréas (https://www.proteinatlas.org/humanproteome/tissue/pancreas)

Le protéome décrit le profil d'expression des organes, c'est à dire les protéines exprimées par l'organe. Le tableau ci-dessous indique les 12 protéines les plus exprimées par le pancréas et il montre qu'il s'agit principalement d'enzymes diversifiées de la digestion.

Tableau des 12 protéines les plus exprimées dans le pancréas

Eléments de réponse :

Q1 : Tableau de comparaison complété :

Q2 : Les enzymes ne sont exprimées que par les cellules de certains organes qui sont donc spécialisés dans la production de ces enzymes. Différentes glandes et organes spécialisés situés le long du tube digestif (glandes salivaires, estomac, pancréas, intestin) produisent les enzymes de la digestion et permettent ainsi de digérer efficacement l'ensemble des aliments de compositions variées à l'origine.