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Les cellules de bactéries, levures ou mammifères gèrent avec beaucoup de soin leurs dépenses d'énergie. Si un produit synthétisé par la cellule est déjà présent en abondance à l’intérieur de celle-ci ou dans le milieu extérieur, sa production est bloquée. Souvent ce phénomène est dû à l'interaction du produit final avec une molécule servant comme répresseur de l'expression des gènes de biosynthèse. Ce phénomène, dénommé la rétroinhibition, est représenté dans le schéma ci-dessous.
Thèmes: Régulation de l'expression d'un gène. Voie métabolique. Rétroinhibition.
Introduction :
Dans la levure Saccharomyces cerevisiae, la chaîne de biosynthèse de l’adénine contient une douzaine d‘enzymes. Les gènes codant pour ces enzymes sont dénommés ADE suivit du numéro correspondant à l’ordre de leurs découverte. Cette chaîne permet la conversion du précurseur, le phosphoribosyl-pyrophosphate (P-ribosyl-PP), en adénine comme schématisé ci-dessous.
Une levure ayant une mutation dans un de ces gènes ne peut pas croître en absence d’adénine dans le milieu. Elle devient alors auxotrophe. Lorsqu’une mutation dans le gène ade2 rend non-fonctionnelle sa protéine, le produit intermédiaire (le P-ribosylamino imidazole) ne peut pas être transformé en produit suivant. Le P-ribosylamino imidazole s’accumule alors dans la cellule où il est oxydé en un pigment rouge par un processus dépendant de la respiration cellulaire. L’accumulation de ce pigment est visible dans les mutants ade2 lorsque l'adénine fournie dans le milieu devient limitante (cliquez ici pour voir l'aspect du mutant ade2). Dans ce cas la cellule enclenche la voie de synthèse de l’adénine qui aboutit à l’accumulation du pigment rouge comme représenté dans le schéma ci-dessus. En absence d’oxygène, la levure est capable de pousser par fermentation. Dans ce cas le produit intermédiaire, l’amino-imidazol-ribotide, n’est pas oxydé et les levures restent blanches.
L’EXPERIENCE :
1) Protocole:
2) Résultat:
Autour du disque les levures arrivent à pousser normalement grâce à l'adénine ajoutée sur le filtre. Autour de cette zone il y a un cercle de levure rouge. Ici la concentration de l'adénine est encore assez élevée pour permettre la croissance des cellules, mais l'adénine présente est rapidement épuisée et les cellules enclenchent la voie de synthèse de l'adénine. Comme nous avons utilisé une souche déficiente pour le gène ade2, les cellules accumulent le pigment rouge. En dehors de cette zone il n'y a pas de croissance des cellules en raison de l'absence d'adénine. Dans la partie couverte par l'agar superposé il n'y a pas d'accumulation du pigment rouge. Ceci est du à l'absence de la respiration dans des conditions d’anaérobies. Il s'avère que la respiration est nécessaire à la synthèse du pigment rouge par un mécanisme non déterminé.
Matériel fourni:
Matériel non fourni:
L’Université de Genève décline toutes responsabilités en cas de dommages survenus durant les expériences.