L'action des agents mutagènes
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Expliquer l’augmentation de la fréquence des mutations dans le génome des cellules superficielles de la peau dans les régions à fort indice UV.
- Les mutations sont des évènements spontanés et aléatoires qui surviennent naturellement au cours de la division cellulaire lors de la réplication de la molécule ADN.
- Leur fréquence peut être augmentée par l’action d’agents mutagènes comme les rayonnements UV émis par le soleil, les rayons X et certaines substances chimiques.
- Les rayons UV agissent en formant des liaisons entre thymines adjacentes qui vont bloquer l’action de l’ADN polymérase. S’en suivent alors des erreurs lors de la synthèse de la nouvelle molécule d’ADN. Ces erreurs peuvent conduire à la mort de la cellule ou à sa cancérisation. D’ailleurs le nombre de cancer de la peau augmente chez les personnes s’exposant le plus au soleil.
Le mélanome est un cancer de la peau qui résulte d’une accumulation de mutations dans le génome des mélanocytes, cellules de la couche superficielle de la peau. Aux États-Unis, la mortalité par mélanome est la plus élevée dans les régions où la population est soumise à des indices UV très fort.
Chez la levure, champignon unicellulaire, il existe deux
souches :
• la souche sauvage de couleur blanche capable de
synthétiser l’adénine
• la souche Ade2 bloquant la synthèse de
l’adénine et accumulant un précurseur
donnant une couleur rouge aux cellules.
Expérience :
Un clone de levure Ade2 est dilué dans de
l’eau stérile puis étalé sur
différentes boîtes de pétri. Les
boîtes sont soumises à des rayonnements UV
à des temps différents (0, 30, 45 et 80
secondes) puis mises en culture à 30°C pendant
5 jours.
Le schéma ci-dessus présente les
résultats obtenus.
Observations :
On constate que plus la durée d’irradiation
est importante, plus le nombre total de colonies est
faible. De plus, la durée d’irradiation est
corrélée avec l’augmentation du
nombre de colonies mutantes.
Conclusion :
Ainsi, les UV agissent en augmentant la fréquence
des mutations dans le génome des cellules
exposées. Ces mutations conduisent d’une
part à la mortalité des cellules et
d’autre part à la modification de
l’information génétique.
Lorsque l’Homme s’expose aux rayonnements UV
du soleil, il augmente les risques de mutations dans les
cellules de la couche superficielle de la peau et donc le
risque de cancérisation.
Les mutations apparaissent lors de la réplication
de la molécule d’ADN, au cours de la
division cellulaire.
Durant cette étape, la double hélice
d’ADN s’ouvre sous l’action de
l’ADN polymérase afin de permettre la copie
des deux brins par ajout de nucléotides. Dans la
situation normale, une adénine se positionne en
vis-à-vis d’une thymine, une guanine en
vis-à-vis d’une cytosine et inversement.
Sous l’action d’agents mutagènes tels
que les UV, des liaisons entre thymines adjacentes
peuvent se former et bloquer la progression de
l’ADN polymérase le long de la double
hélice. Le plus souvent, la réplication est
alors stoppée et la cellule meurt. Dans certains
cas, l’ADN polymérase peut poursuivre la
synthèse mais commet des erreurs
d’appariement.
D’autres agents mutagènes comme les rayons X
peuvent aboutir à des « cassures » de
la molécule d’ADN. D’autres, de nature
chimique vont modifier les nucléotides et
affecter leur capacité à s’apparier
avec les nucléotides complémentaires.
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