L'environnement permet ou non l'expression de certains allèles du gène sans pour autant modifier le génome.

Comment l'environnement module-t-il l'expression des gènes ?

• L'environnement modifie le phénotype

• Modifications expérimentales du phénotype des levures

Travaux pratiques

• Protocole expérimental :

- 48 heures avant l'expérience

• Préparer deux solutions de 100 ml contenant 5g de levures, l'une (sol 1) en présence de 20 ml de glucose à 5%, l'autre (sol 2) en présence de galactose à 5 %.
• Laisser ces solutions quelques heures au bain marie à 35 °C, en les agitant de temps en temps pour éviter le dépôt des levures.

- Juste avant l'expérience

• Préparer deux autres solutions de 100 ml de levures, l'une (sol 3) avec 20 ml d'eau et l'autre (sol 4) avec 20 ml de glucose.

- Au début de l'expérience

• Rajouter 20 ml de galactose à 5 % dans les deux premières solutions (sol 1 et sol 2).
• Laisser fermenter au bain marie à 35 °C en mesurant la quantité de gaz libéré en fonction du temps avec le dispositif photographié. Dans l'expérience présentée, du glucose est ajouté une deuxième fois dans la solution 4 au bout de 6 h 10 min.

Cette photographie présente le dispositif expérimental avec les quatre cultures placées au bain marie. Il faut mesurer le volume dégagé à l'aide des éprouvettes. Lorsque celles-ci sont pleines, il faut les remplacer et bien sûr ajouter le volume à celui déjà libéré.

• Traitement des résultats :

Les élèves peuvent réaliser un graphe à la main pour bien mettre en évidence les différences entre les quatres types de cultures. Néanmoins, il est également possible de réaliser cette étude à l'aide d'un tableur, en présentant les résultats chiffrés puis en réalisant un graphe pertinent.

Les images d'écran ci-dessous vous donnent une idée des résultats obtenus :

• Interprétation des résultats :

L'animation ci-dessous présente une explication des mécanismes contrôlant l'expression des gènes qui interviennent dans l'utilisation du galactose. Elle est inspirée de la page de l'université d'Hawaï "Détails sur la levée de la repression sur l'utilisation du galactose" (http://www2.hawaii.edu/~alices_v/galprom.html).

Étude de la structure tridimensionnelle de la protéine GAL associée à l'ADN

Le code pdb de cette molécule est 1D66.
Un script montrant la structure de la molécule (http://info.bio.cmu.edu/Courses/BiochemMols/MolBiol/1D66.html) existe déjà mais il est possible de la visualiser avec les outils d'étude des molécules habituels. Vous avez accès à ces outils directement de la page "rechercher" de PDB (voir utilisation) :

Voici une image de la molécule :

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