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SV-A L'organisme vivant en lien avec son environnement (BCPST 1 et 2) |
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SV-B Interactions entre les organismes et leur milieu de vie (BCPST 1 et 2) |
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SV-C La cellule dans son environnement (BCPST 1) |
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SV-D Organisation fonctionnelle des molécules du vivant (BCPST 1) |
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SV-E Le métabolisme cellulaire (BCPST 1) |
SV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2)  IntroSV-F Génomique structurale et fonctionnelle (BCPST 1 et BCPST 2)
La présentation des génomes et de leur organisation est l'occasion de préciser les points communs et les différences entre Eucaryotes, bactéries et virus. L'expression des génomes et son contrôle s'appuient uniquement sur des exemples eucaryotes et permettent de discuter du concept de gène. La présentation de la transmission des génomes au cours des divisions cellulaires permet de rappeler et comparer les principales caractéristiques des divisions mitotique et méiotique. Elles sont mises en lien avec leurs implications dans les processus de développement et de reproduction qui sont abordés par ailleurs dans le programme. Les processus de diversification des génomes sont l'occasion de comprendre la diversité génétique observée à l'échelle des populations et à l'échelle des espèces. Les mécanismes de maintien ou de réduction de la diversité génétique produite, soit par des tris sélectifs, soit par des processus aléatoires, sont abordés dans la partie sur l'évolution. Enfin, cette partie est l'occasion de présenter quelques techniques couramment utilisées au laboratoire pour étudier les génomes et leur expression.
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SV-F-1 Génome des cellules et des virus, transmission de l'information génétique (BCPST 1) |
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SV-F-1-1 Organisation des génomes |
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L'ensemble des molécules d'ADN contenues dans une cellule et l'information qu'elles portent constituent son génome.
L'étude des génomes passe par une panoplie de techniques dites de biologie moléculaire.
Des techniques de séquençage permettent de déterminer la séquence d'un fragment d'ADN puis de proche en proche la séquence des génomes.
L'utilisation d'outils bioinformatiques permet d'identifier les différents types de séquences codantes et non codantes.
Précisions et limites :
Les principes généraux et les objectifs des différentes techniques évoquées sont à connaître mais les protocoles ne sont pas à mémoriser.
Pour le séquençage, seul le principe de la méthode de Sanger doit être connu.
La mise en œuvre pratique n'est exigible que pour l'électrophorèse. La maîtrise d'un logiciel d'alignement de séquences n'est pas exigible (la fiche technique du logiciel est fournie).
Chez les bactéries, le génome à localisation cytoplasmique est constitué d'un chromosome circulaire et éventuellement de plasmides. Le génome des bactéries est constitué presque exclusivement de régions codantes. Certaines sont associées à des régions régulatrices communes ce qui forme des opérons.
Chez les Eucaryotes, on distingue le génome nucléaire et le génome des organites. Le génome nucléaire est constitué de chromosomes linéaires.
L'ADN nucléaire des Eucaryotes est associé à des protéines dont des histones, constituant la chromatine.
Il existe différents niveaux de condensation de la chromatine.
Le génome nucléaire des Eucaryotes comporte une part importante de séquences non codantes aux rôles divers. La majorité de ces séquences est répétée. Les gènes eucaryotes sont généralement morcelés.
Les virus ou particules virales sont des entités nucléoprotéiques comprenant un acide nucléique (sous forme d'ADN ou d'ARN) constituant le génome viral, et des protéines. On distingue des protéines à rôle structural, formant la capside, et parfois des protéines à rôle enzymatique. Les virus sont très divers et possèdent parfois une enveloppe lipoprotéique.
Précisions et limites :
On se limite à mentionner la présence de protéines structurales associées à l'ADN chez les bactéries, sans détailler l'organisation moléculaire du chromosome bactérien. On se limite à la présentation de la structure de l'opéron lactose chez E. coli.
Aucune monographie de chaque virus n'est attendue. Il s'agit de montrer la diversité structurale (organisation structurale, taille, présence ou non d'une enveloppe, nature de l'information génétique) et la diversité d'hôte à l'aide de trois exemples, sans rentrer dans les détails des cycles de multiplication : bactériophage lambda, VMT, un coronavirus zoonotique.
La connaissance des génomes est remobilisée dans l'étude de l'évolution. |
- Réaliser et analyser les résultats d'une électrophorèse d'ADN.
- Interpréter l'organisation des génomes à partir des résultats de séquençage.
- Exploiter les données de séquençage pour réaliser des alignements de séquences et comparer les séquences.
- Comparer l'organisation du génome des bactéries, des Eucaryotes et des virus.
- Comparer le génome cytoplasmique eucaryote et celui des bactéries.
- Estimer la proportion de séquences codantes et non codantes dans les génomes des Eucaryotes, des bactéries et des virus.
- Illustrer la diversité structurale et la diversité d'hôte des virus.
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SV-F-1-2 La transmission de l'information génétique au cours des divisions cellulaires chez les Eucaryotes |
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SV-F-2 L'expression du génome (BCPST 1) |
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SV-F-3 Le contrôle de l'expression du génome (BCPST 1) |
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SV-F-4 La diversification des génomes (BCPST 2) |
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SV-G Reproduction (BCPST 2) |
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SV-H Mécanismes du développement : exemple du développement du membre des Tétrapodes (BCPST 2) |
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SV-I Communications intercellulaires et intégration d'une fonction à l'organisme (BCPST 2) |
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SV-J Populations et écosystèmes (BCPST 1) |
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SV-K Évolution et phylogénie (BCPST 1 et BCPST 2) |