[PDF] 2.2 lapins couleur du pelage du lapin

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CORRECTION

Question

Conseils

À l'aide des documents et de vos

connaissances, proposez une explication à la différence de couleur du pelage du lapin sauvage et du lapin himalayen. Exploiter des documents en utilisant des connaissances - Exploiter chaque document de manière complète. Il s'agit de relever les informations qu'il contient en les associant à vos connaissances. - Mettre en relation l'apport de chaque docu ment de manière à formuler une réponse à la question posée.

DOCUMENT 1

La couleur du pelage des lapins

Les lapins sauvages ont un pelage sombre (a). Ce rtains lapins (dits himalay ens) ont une

fourrure blanche sauf sur les extrémités plus froides que le reste du corps (bouts des pattes et du

museau, queue, oreilles) (b).

Ces lapins, tondus et placés à température fraîche (15°C) pendant tout le temps de la repousse

des poils, acquièrent la couleur des animaux sauvages (c). N.B. Les lapins hi malayens ne vivent pa s dans l'Himalaya mais sous nos clima ts. Ils sont simplement appelés himalayens à cause de leur fourrure blanche qui rappelle la neige.

DOCUMENT 2

La tyrosinase

La couleur du pelage est due à la présence, dans le poil, d'un pigment sombre, la mélanine. En

son absence, le poil est blanc. Cette mélanine est synthétisée dans des cellules de la peau, les

mélanocytes

La chaîne de biosynthèse de la mélanine se déroule grâce à une enzyme, la tyrosinase, qui

transforme la tyrosine (acide aminé) e n un produit converti e nsuite par d'autres e nzymes en mélanine.

On détecte la tyrosinase par électrophorèse des protéines des cellules de la peau (mélanocytes)

des flancs des animaux présentés dans le document 1

DOCUMENT 3

Le gène codant la tyrosinase

Les tyrosinases des lapins sauvages et himalayens sont codées par le même gène.

Les séquences des allèles sont identiqu es, à l' exception du triplet 422 (CAG chez le lapin

himalayen au lieu de CGC chez le lapin sauvage).

DOCUMENT 4

Activité enzymatique de la tyrosinase

On teste in

vitro la transformation de la tyrosine en présence - soit de tyrosinase du lapin himalayen - soit de tyrosinase du lapin normal.

Les mesures

sont faites à 30°C (température des extrémités des lapins) et à 36°C (température du reste du corps de lapins).

Les résultats sont exprimés en pourcentage de tyrosine restant en fin de réaction par rapport à la

tyrosine initialement présente.

AIDE à l'analyse :

Document 1

£Chez les lapins sauvages la biosynthèse de la mélanine a lieu sur tout le corps

£ Chez les lapins himalayens la biosynthèse de la mélanine n'a lieu que sur les extrémités, plus

froides £ Des lapins himalayens TONDUS élevés au froid (15°C) ont une fourrure de type sauvage

£ Chez les lapins himalayens la biosynthèse de la mélanine ne s'opère qu'à basse température

(faible température extérieure OU sur les extrémités plus froides).

Document 2

☐Les lapins himalayens et sauvages ont une tyrosinase différente (migration différente)

☐La tyrosinase des lapins himalayens élevés en conditions normales et ceux élevés en faible

température ont une tyrosinase identique

Document 3

£ Les allèles de la tyrosinase des lapins sauvages et himalayens diffèrent par un nucléotide

☐Cette différence est une mutation £ Enzyme = protéine (quel type de molécule ?)

£ La différence observée peut entraîner une différence de séquence d'acides aminés dans la

tyrosinase codée par le gène. £ La structure spatiale des deux tyrosines peut alors être différente

£ Cette différence de conformation est susceptible d'être à l'origine d'une différence de

fonctionnement

☐ Cette différence s'exprime par une différence d'activité en fonction de la température

Document 4

☐ Le document représente le % de la tyrosine en fonction du temps à différentes T° chez 2 types

de lapins

☐ Si la tyrosine disponible diminue, cela signifie qu'elle est utilisée pour la synthèse de la

mélanine <-> activité de la tyrosinase (voir doc2) £ Lapin sauvage : tyrosinase agit de façon identique (+) à 30 ou 36°C

£ Lapin himalayen : tyrosinase agit positivement (synthèse de mélanine) à 30°C (au froid), et

négativement (pas de synthèse de mélanine) à 36°C (température du corps). £ La température optimale* d'activité enzymatique varie selon les enzymes £ ...Parce que leur séquence, forme et donc fonction est différente £ La tyrosinase du lapin himalayen est inactive à la température corporelle habituelle

Tyrosine =, pas utilisée

à tyrosinase inactive

Tyrosine î, utilisée à

tyrosinase active

Doc. 1 : Phénotypes des lapins

Analyse (infos)

Connaissances interprétation

Il existe 2 phénotypes pour le caractère

couleur du pelage chez le lapin : - [Sauvage] : pelage brun, - [Himalayen] : pelage blanc sauf extrémités, brunes mais ce dernier phénotype semble dépendre de la T° puisque placés à

15°C, après tonte, ils acquièrent un pelage

[sauvage] Je sais que le phénotype dépend du génotype, de l'information génétique.

On peut en déduire que ce caractère est

gouverné par un gène dont l'expression (synthèse de protéines responsable du caractère) est régulée par la température. Doc 2 : électrophorèse de la tyrosinase chez les lapins

Je vois que la couleur du pelage est due à

l'action d'une enzyme : la tyrosinase

La tyrosinase intervient dans la chaîne de

biosynthèse de la mélanine, responsable de la coloration brune du pelage Tyrosine èproduit... è... è mélanine

Tyrosinase. Autres enzymes

Les lapins sauvages et himalayens (quelle que

soit la T° de l'environnement) possèdent des tyrosinases qui migrent de façon différente.

Je sais que

- La tyrosinase est une enzyme, une protéine, donc une séquence d'AA codée par un gène - La migration des protéines dans un champ électrique dépend de leur séquence en AA, que les protéines sont caractérisées par leur séquence en AA qui détermine leur forme et leur fonction. J'en déduis que la tyrosinase a une séquence différente chez les lapins himalayens, elle fonctionne différemment et de transformation de la tyrosine en mélanine semble dépendre de la température

Doc. 3 : le gène de la tyrosinase

On observe que le gène de la tyrosinase

présente 2 substitutions au niveau du codon

422 (GCàAG.

), il existe donc sous 2 versions : 2 formes alléliques qui diffèrent par un AA en position 422

Je sais que la séquence de nucléotides d'un

gène code pour la séquence d'acides aminés de la protéine codée.

J'en déduis que la mutation observée, en

modifiant la séquence du gène a entraîné la synthèse d'une tyrosinase différente, sa séquence est modifiée au niveau de l'AA n° 422. Cette nouvelle séquence lui a conféré une forme différente, une fonction différente. (Modification du site actif ? )

Doc 4 : l'activité de la tyrosinase : le % de la tyrosine en fonction du temps à différentes T°

chez 2 types de lapins

Je vois

Que la quantité de tyrosine évolue de la même manière chez le lapin sauvage quelle que soit la T° : elle diminue

Tandis que la quantité de tyrosine des lapins

himalayens dépend de la température. - A 30°, T° des extrémités, la tyrosine diminue - A 36°, T° du corps, la tyrosine reste +/- constante Je sais que la tyrosinase agit sur la tyrosine (son substrat) et la transforme afin que de la mélanine (à pigmentation) soit produite, donc la diminution de la tyrosine indique un bon fonctionnement de la tyrosinase

J'en déduis que

L'activité de la tyrosinase des lapins sauvages est la même quelle que soit la température : la tyrosine est transformée et de la mélanine est produite, le lapin est pigmenté L'activité de la tyrosinase des lapins himalayens varie en fonction de la T° - A 30°, température des extrémités, la tyrosinase est active et transforme la tyrosine comme celle des lapins sauvages à synthèse de mélanine et coloration brune - A 36°, température du reste du corps, la tyrosinase est quasi inactive et la tyrosine n'est pas pratiquement pas transformée (-10%) pas de pigmentation. Les différences de la tyrosinase des lapins himalayens lui confèrent une nouvelle propriété : celle d'être inactivée au-delà d'une température seuil située entre

30 et 36°C

Mise en relation :

Le gène de la tyrosinase code pour une enzyme, la tyrosinase, qui intervient dans la chaîne de biosynthèse de la mélanine qui assure la pigmentation du pelage en transformant la tyrosine en produits qui donneront finalement de la mélanine, responsable de la pigmentation du pelage (Doc.2) comme les lapins sauvages et les extrémités des lapins himalayens. L'inactivité de cette enzyme se traduit par une absence de pigmentation : pelage blanc, comme

le corps des lapins himalayens : la tyrosine n'est pas transformée, aucune mélanine n'est produite.

Ce gène a subi une mutation au niveau du 422° codon, une substitution (GàA) a donné

naissance à un allèle différent du gène (Doc 4). Les lapins himalayens possèdent cet allèle.

Cette mutation a modifié la séquence d'acides aminés de la tyrosinase (422°AA) (Doc. 2), cette

modification s'est répercutée sur la forme et la fonction de la protéine, d'autant plus si la

modification a touché le site actif de l'enzyme.

La tyrosinase mutée est thermosensible,

- A 36°C elle est quasi inactive et ne transforme pas la tyrosine, la mélanine n'est pas synthétisée, le pelage est blanc. C'est le cas du corps du lapin himalayen dont la température reste élevée quelques soient les conditions extérieures. - A 30°C, la tyrosinase fonctionne normalement et permet la production de mélanine. C'est le

cas des extrémités du lapin himalayen dont la température est inférieure à celle du corps,

elles, sont pigmentées (Doc3) ou dans le cas où il est placé, tondu, à 15°C sans protection

thermique des poils (Doc.1)

Le lapin sauvage possède l'allèle normal dont l'activité ne dépend pas de la température : il est

entièrement pigmenté. (Doc 1)

L'environnement en agissant sur l'activité des enzymes peut influencer le phénotype moléculaire

ce qui modifie le phénotype macroscopiquequotesdbs_dbs46.pdfusesText_46

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