biochimie. Cours, techniques et applications en biotechnologies
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Techniques d'analyse de la diversité génétique (isoenzymes, RAPD).

Les techniques biochimiques et moléculaires de détection de la diversité génétique couvrent les isoenzymes, RFLP et techniques basées sur la PCR (RAPD, AFLP, ..)


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CONTROLE
Module 'Techniques d'analyse et biostatistiques', semestre S5
Filière 'Sciences de la vie', Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc, Cours théorique et pratique, M. Baaziz

Année universitaire 2005-2006. Durée : 40 minutes

Question 1: (réponse brève)

L'étude de la diversité génétique des espèces fait appel à l'utilisation de marqueurs biochimiques et moléculaires comme les isoenzymes fréquemment utilisées pour les différents avantages qu'elles montrent.
Soit le Zymogramme suivant correspondant aux estérases (migration dans le sens - vers +):


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Sciences et vie, Biochimie

Isoenzymes Interpréter le zymogramme en déterminant la nature de l'enzyme et les génotypes des différents individus (justifiez votre réponse)

Question 2 (réponse brève)

Les marqueurs basés sur la Polymérisation en chaîne du DNA (PCR), ont contribué largement à l'évaluation de la diversité génétique de plusieurs espèces. Ainsi la technique RAPD a connu un développement important à partir de 1998.
Soit l'électrophorégramme RAPD suivant (migration dans le sens - vers +):

Interpréter le diagramme en déterminant les origines de la variabilité enregistrée entre les individus (justifiez votre réponse)
PCR-RAPD

Réponses brèves

Isoenzymes

Le Zymogramme présente un polymorphisme enzymatique élevé où chaque individu est caractérisé par un phénotype électrophorétique différent. L'enzyme est résolue en une seule zone correspondant à un seul locus.
Le nombre maximal d'isoenzymes (bandes) révélées par individu est deux.
Sachant que le nombre maximal de bandes se trouve chez les hétérozygotes, l'enzyme en question possède une structure monomérique. Pour rappel le nombre maximal de bandes est égal à n + 1, avec n étant le nombre de sous-unités.
Conclusion : l'Enzyme est sous le contrôle d'un seul locus codant pour une protéine de nature monomérique avec 2 allèles (A et B). Les individus 1, 2 et 4 sont des homozygotes. Ils ont comme génotypes respectifs BB, AA et AA. Les individus 3 et 5 sont des hétérozygotes et ont tous comme génotype AB.

PCR - RAPD

Les origines du polymorphisme de type RAPD sont:
- Disparition par mutation (mutation ponctuelle, crossing-over, insertion, délétion, ...) d'un
ou plusieurs sites de fixation de l'amorce.
- Eloignement, par insertion, des sites de fixation de l'amorce à une distance supérieure à 3000 pb. Il en résulte la disparition de fragments de DNA.
- Rapprochement, par délétion, des sites de fixation de l'amorce à une distance inférieure ou égale à 3000 pb. Il en résulte l'apparition de fragments surnuméraires.
- Rapprochement très accusé des sites de fixation de l'amorce ne donnant lieu qu'à de petits fragments de DNA n'apparaissant pas sur le gel après électrophorèse.

En passant de l'individu 1 à l'individu 2 : la disparition de la bande la plus mobile (2) peut être expliquée par :
- une insertion dans la zone correspondant au fragment le plus mobile (2) ce qui a entraîné un allongement dépassant 3000 pb qui rend la polymérisation de cette région impossible et donc disparition du fragment
- Une délétion accusée dans la zone correspondant au fragment le plus mobile qui donne naissance à un autre fragment de taille très faible sortant du gel lors de l'électrophorèse.

En passant de l'individu 1 à l'individu 3 : la diminution de la taille du fragment le plus mobile (2) peut être expliquée par :
- une délétion dans la zone correspondant au fragment le plus mobile (la taille devient faible)
- une mutation dans la zone du fragment 2 donnant lieu à l'apparition d'un nouveau site de fixation de l'amorce et dont la polymérisation donne deux petits fragments dont un sort du gel suite à une taille très faible.


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Isoenzymes, RAPD. Examen 2006