Le 5-bromo-uracile est un agent mutagène chimique.
On étudie les effets de cette molécule sur des levures en culture. Les colonies formées par ces levures sont normalement de couleur noire, du fait de la présence d'un pigment coloré.
Des souches mutantes peuvent apparaître, dépourvues de cette molécule colorée.
À l'aide des documents ci-dessous, répondre aux questions suivantes qui permettront d'étudier l'effet d'un agent mutagène.
La molécule colorée est produite par l'action d'une enzyme. Une portion du gène codant pour cette enzyme est donnée ci-dessous.
La même séquence, après action de 5-bromo-uracile est également donnée.
La séquence donnée doit être lue à partir du premier nucléotide à gauche, de gauche à droite.
Tableau du code génétique
Le code génétique
© Quo-Fata FERUNT via Wikimedia Commons
Effets de doses variées de 5-bromo-uracile sur la fréquence des mutations
Le nombre de colonies non colorées est estimé dans des cultures de levures ayant été exposées à des doses variées de 5-bromo-uracile.
Les résultats sont donnés dans le graphique suivant.
Nombre de colonies non colorées (% du nombre total de colonies de la culture)
Quel est l'effet de la dose de 5-bromo-uracile administrée dans le document 1 sur la molécule d'ADN ?
La modification induite par le 5-bromo-uracile est le remplacement d'une paire A-T par une paire G-C, comme l'indique le document ci-dessous.
Comment nomme-t-on une telle mutation ?
Le remplacement d'une paire de nucléotides par une autre paire est une substitution.
Quel est l'effet du 5-bromo-uracile sur la protéine formée ?
Un triplet ACT a été remplacé, dans le brin transcrit, par un triplet ACC.
Après transcription, l'effet est qu'un codon UGA (= codon stop) a été remplacé par un codon UGG, codant pour l'acide aminé tryptophane.
La protéine fabriquée est par conséquent plus longue que la protéine normale.
Quelle est la conséquence sur l'activité de la protéine formée, en tenant compte de l'ensemble des données ?
La protéine formée après mutation est plus longue que la protéine initiale. Elle a donc une forme anormale et une activité anormale également.
La mutation entraîne la perte de la coloration, or cette protéine est celle qui permet la fabrication de la molécule responsable de cette coloration. La protéine modifiée semble donc inactive.
Comment la fréquence des mutations induites par le 5-bromo-uracile évolue-t-elle sur les levures étudiées ?
Le graphique montre clairement que la fréquence des mutations augmente lorsque la dose de 5-bromo-uracile augmente. Lorsque la dose passe de 1 à 10 unités arbitraires, la fréquence des mutations passe de 2 à 4 %.