Expériences de Meselson et Stahl (1951)

Bonjour à tous.
Voilà, j'aurais besoin d'aide pour un devoir de Svt.
Il s'agit de la question II-2. du Baccalauréat, mais je ne sais pas trop comment m'y prendre.
Voici le Sujet :

Utilisez les documents ci dessous pour expliquer comment Meselson et Stahl (1951) ont pu démontrer le mécanisme semi-conservatif de l'ADN. Vous présenterez et analyserez tous les documents. Vous représenterez schématiquement, en utilisant un code couleur approprié, l'aspect des chromosomes justifiant les résultats obtenus.

Voici les textes et les schémas qu'on nous propose:
Avant toute division cellulaire, la quantité d'ADN double et chaque chromosome apparait constitué de deux chromatides. Trois hypothèses ont été émises pour expliquer comment le doublement de la quantité de l'ADN permet la formation des deux chromatides d'un chromosome dupliqué. Les expériences mises en oeuvre par les américains Meselson et Stahl ont permis de trancher entre ces trois hypothèses.

Ces expériences historiques valident une des hypothèses émises concernant les modalités du doublement de la quantité d'ADN qui précède la division de tout cellule. Elles apportent également une explication à la conservation de l'information génétique, au cours du cycle cellulaire.

Ainsi que les schémas suivant :
http://www.weplug.com/images_1/fee30d95097fd57bea3fd803ded5214320091218214205.jpg
http://www.weplug.com/images_1/af47f3e24f95a3a1ef6de1055997c0db20091218214107.jpg

J'espère que vous pourrez m'aider.
Cordialement, j'attend vos réponses!

J'ai besoin d'aide s'il vous plait..

Déjà, as-tu compris leur expérience ? Et quelle est l'édition de ton livre de SVT ?

0ui, j'ai tout à fais compris l'expérience, nous l'avons étudier en cours. Nous avons également fais des schémas. L'édition de mon livre est: Bordas.
C'était un exercice à faire à la maison, pour gagner des points bonus. J'ai eu la totalité des points bonus. Voici ce que j'avais marqué:

Les molécules d'ADN de bactérie cultivées depuis de nombreuses générations sur un milieu contenant de l'azote "léger" ont une densité de 1,65 (tube 2) alors que celles de bactéries cultivées avec de l'azote "lourd" ont une densité de 1,8 (tube 1).
Le tube 3 montre que cet ADN a une densité de 1,72, densité exactement intermédiaire entre 1,8 et 1,65.
Mais comment ceci s'explique t-il ? On peux poser deux hypothèses: soit il s'agit d'un modèle conservatif, soit d'un modèle semi-conservatif (J'ignorais l'existance du modèle dispersif).
Tout d'abord, pour le modèle conservatif, j'ai fais le schéma (qui correspond au 1er lien de mon 1er message, mais j'ai ajouté en plus la 2ème réplication). J'ai ensuite dis qu'on observe qu'à partir d'une même molécule d'ADN, on forme une nouvelle molécule sans "toucher" à la 1ère. On garde donc ici une molécule "mère" non modifiée. Le tube 3 aurait dû contenir 75% de densité à 1,65 et 25% de densité à 1,8. Donc cet hypothèse est invalide.
Ensuite, pour le modèle semi-conservatif, j'ai également fais le schéma du 1er lien de mon 1er message. J'ai ajouté qu'on observe que chaque brin de la molécule à répliquer sert de matrice à la synthèse d'un brin complémentaire, pour obtenir deux molécules d'ADN identique. Chaque nouvelle molécule "fille" ne conserve donc que la moitié de la molécule "mère".
Donc pour répondre à la question, ceci ne peux s'expliquer qu'en admettant que chaque brin de la molécule d'ADN de densité 1,8 a donné "naissance" à un brin néoformé composé d'azote "léger". Ces molécules d'ADN ont donc un brin ancien de densité 1,8 et un brin néoformé de densité 1,65 ce qui aboutit à une densité de 1,72. Donc la réplication de l'ADN est bien semi-conservative. Le contenu du tube 4 confirme ces résultats: la moitié des molécules a une densité de 1,65 et l'autre a une densité de 1,72.


Voilà! Donc je pense avoir très bien compris l'expérience.

"Les molécules d'ADN de bactérie cultivées depuis de nombreuses générations sur un milieu contenant de l'azote "léger" ont une densité de 1,65 (tube 2) alors que celles de bactéries cultivées avec de l'azote "lourd" ont une densité de 1,8 (tube 1).
Le tube 3 montre que cet ADN a une densité de 1,72, densité exactement intermédiaire entre 1,8 et 1,65."   Ces densités ne correspondent pas à celles du document que tu as mis en ligne (1,71 - 1,717 - 1.724). Ensuite, tu parles d'une culture avec de l'azote 14, puis ensuite avec de l'azote 15, et enfin avec de l'azote 14 : ce n'est pas non plus la même expérience que celle que tu nous as proposé (N15 puis N14 et encore N14). Est-ce que c'est moi qui ne comprends rien ou tu parles bien de deux choses différentes ?  

Ah oui effectivement. Je n'avais pas fais attention et ce n'est pas le même document que celui qu'elle nous avait donner en cours..

Mais en faite, je ne sais pas comment m'y prendre. Je ne sais pas ce que je dois faire exactement..

Sans voir l'expérience que ton professeur vous a proposé, difficile de savoir si ce que tu  écris est parfaitement juste. Ce serait bien que tu la mettes en ligne. 

Et voilà :

http://www.weplug.com/images_1/5b05466e4830afbcae66c6d8ee594e9420091223200128.jpg

http://www.weplug.com/images_1/7ad6660b80b04fc09a753f8a7e2c85f820091223200129.jpg

http://www.weplug.com/images_1/e4439a37dd5db9eaafb4508e3f45a68c20091223200130.jpg

http://www.weplug.com/images_1/fdde2bc581222df528ca4968f6c02e8320091223200131.jpg

Tes réponses sont correctes. Par contre, tu n'as pas expliqué ce qu'on obtiendra au bout de la troisième génération. A part ça, je ne vois pas bien ce que l'on peut faire pour t'aider, puisque tu as tout compris.

En faite, je ne sais pas comment présenter mon devoir.. Je n'ai encore jamais fais de devoir type II-2.

Pourriez vous m'expliquz comment organiser mon devoir s'il vous plait? :S

Les règles de travail du sujet type II-2 (aussi appelé II-b) : c'est une mise en relation entre tes connaissances et une série de docs ( en général 2 ou 3). Le but est d'arriver à bien utiliser les informations des documents en relation avec la question. Il faut les analyser puis les relier entre eux grâce à tes connaissances, pour enfin faire une synthèse répondant au problème posé. Normalement ton professeur a dû vous expliquer rapidement comment faire. Le plus dur est de se jeter à l'eau la première fois.

Dans un de tes précédents messages, tu as déjà analysé les expériences et expliqué ce qu'on pouvait en conclure. Il ne te reste plus qu'à :
-expliquer pourquoi le modèle dispersif est faux.
-expliquer ce que l'on obtiendra à la troisième génération de culture des bactéries.
-faire une conclusion générale.

Le sujet est très clair : présenter chaque document et les analyser. C'est ce que tu as fait.

Voici un peu ce que j'ai fais:

Matthew Meselson est surtout connu pour les expériences qu'il effectue avec Franklin W. Stahl à partir de 1958. Dès 1964, Meselson et Stahl s'attachent à vérifier les prédictions du modèle élaboré par Watson et Crick en 1953 pour rendre compte du mécanisme de réplication de l'ADN. À l'époque, une question majeure se posait : Par quel mécanisme se fait la réplication de l’ADN ?
Premièrement, les molécules d'ADN de bactérie cultivées depuis de nombreuses générations sur un milieu contenant de l'azote "léger" ont une densité de 1,65 (tube 2) alors que celles de bactéries cultivées avec de l'azote "lourd" ont une densité de 1,8 (tube 1).
Le tube 3 montre que cet ADN a une densité de 1,72, densité exactement intermédiaire entre 1,8 et 1,65.
Mais comment ceci s'explique t-il ? Grâce à trois hypothèses de Meselson et Stahl : soit il s'agit d'un modèle conservatif, soit d'un modèle semi-conservatif ou encore d’un modèle dispersif.
Tout d'abord, pour le modèle conservatif, (Avec schéma qui correspond au 1er lien de mon 1er message, mais j'ai ajouté en plus la 2ème réplication). A partir d'une même molécule d'ADN, on forme une nouvelle molécule sans "toucher" à la 1ère. On garde donc ici une molécule "mère" non modifiée. Le tube 3 aurait dû contenir 75% de densité à 1,65 et 25% de densité à 1,8. Donc cette hypothèse est invalide.
Ensuite, pour le modèle dispersif (+ Schéma), chaque brin des deux nouvelles molécules d’ADN contiendrait un mélange de « vieilles » parties et de parties nouvellement synthétisées. On ne garde aucun brin « intact ». Ainsi, les brins de la molécule d’ADN fille contiennent une mosaïque d’ADN nouvellement synthétisé et parental. Donc les deux molécules "filles" sont crées à partir de fragments de la molécule "mère" dispersés dans chacune des deux molécules et de copies de ces fragments.
Enfin, pour le modèle semi-conservatif (+ Schéma). On observe que chaque brin de la molécule à répliquer sert de matrice à la synthèse d'un brin complémentaire, pour obtenir deux molécules d'ADN identique. Chaque nouvelle molécule "fille" ne conserve donc que la moitié de la molécule "mère". Ce modèle est donc également invalide.
Donc ceci ne peux s'expliquer qu'en admettant que chaque brin de la molécule d'ADN de densité 1,8 a donné "naissance" à un brin néoformé composé d'azote "léger". Ces molécules d'ADN ont donc un brin ancien de densité 1,8 et un brin néoformé de densité 1,65 ce qui aboutit à une densité de 1,72. Donc la réplication de l'ADN est bien semi-conservative. Le contenu du tube 4 confirme ces résultats: la moitié des molécules a une densité de 1,65 et l'autre a une densité de 1,72.



Suis-je sur la bonne voix? Ou fais-je du hors sujet dès le début?

/

Effectivement, petite erreur de ma part. Je reprends :


Ensuite, pour le modèle dispersif (+ Schéma), chaque brin des deux nouvelles molécules d’ADN contiendrait un mélange de « vieilles » parties et de parties nouvellement synthétisées. On ne garde aucun brin « intact ». Ainsi, les brins de la molécule d’ADN fille contiennent une mosaïque d’ADN nouvellement synthétisé et parental. On observe qu’après la deuxième duplication, duplication des ADN produits par la première duplication, sur azote léger par le dispersif donnerait encore deux molécules de même densité intermédiaire entre la densité moyenne précédente et celle de l'ADN léger : le résultat expérimental donnant deux densités nettement différentes pour les molécules filles donc on peut rejeter l'hypothèse du système dispersif.
Enfin, pour le modèle semi-conservatif (+ Schéma). Chaque nouvelle molécule "fille" ne conserve donc que la moitié de la molécule "mère. Donc ceci ne peux s'expliquer qu'en admettant que chaque brin de la molécule d'ADN de densité 1,8 a donné "naissance" à un brin néoformé composé d'azote "léger". Ces molécules d'ADN ont donc un brin ancien de densité 1,8 et un brin néoformé de densité 1,65 ce qui aboutit à une densité de 1,72. Donc la réplication de l'ADN est bien semi-conservative. Le contenu du tube 4 confirme ces résultats: la moitié des molécules a une densité de 1,65 et l'autre a une densité de 1,72.
On en déduit donc que c’est bien le modèle semi-conservatif qui permet la réplication de l’ADN car chaque brin de la molécule à répliquer sert de matrice à la synthèse d'un brin complémentaire, pour obtenir deux molécules d'ADN identique.

Cette expérience de Meselson et Stahl montre la modalité générale de la duplication de l’ADN, mais sans en détailler les mécanismes et les étapes.


Donc ensuite, je ferais un autre paragraphe, qui expliquera ce qui se passe "à l'interrieur" du brin avec le modèle semi-conservatif.
Qu'en pensez vous ?

Pardon, plutot faire la "description de la duplication de l'ADN" .

Il me semble que c'est plutôt bien, mais je ne suis pas ton professeur...

Voici donc ma deuxième partie..

Deuxièmement, la duplication de l’ADN se déroule au moment de l’interphase. Elle commence lorsque la molécule initiale s’ouvre progressivement et que ses deux brins se séparent. Cette opération intervient au cours de la division cellulaire pour transmettre aux cellules filles les caractères héréditaires de la cellule mère. Chaque brin va ensuite servir de matrice à un autre brin complémentaire par des liaisons entre leurs nucléotides appelé complémentarité des bases : Un nucléotide A s’unissant avec un nucléotide T et un nucléotide C avec un nucléotide G. Deux paires de chaînes sont ainsi formées, identiques à la chaîne mère. Suite aux vérifications expérimentales de Meselson et Stahl, on peut « suivre » l’ADN au cours des différentes générations cellulaire grâce aux nucléotides marqués.
Enfin, l’attache des nucléotides les uns aux autres ainsi que l’écartement des deux brins de la molécule initiale d’ADN dépendent de l’ADN polymérase qui est un complexe enzymatique. De plus, cette enzyme est capable de systématiquement contrôler le dernier nucléotide mis en place. S’il existe une erreur d’appariement, elle retire se dernier nucléotide et le remplace par le nucléotide convenable. On appelle cela la fonction de « correction des erreurs ». On comprend donc mieux pourquoi la duplication de l’ADN est un processus très fiable.


Pour conclure, les expériences de Watson, Crick et Taylor ainsi que Meselson et Stahl ont bien démontrée que c’est grâce au modèle semi-conservatif que se fait la réplication de l’ADN.
Mais je rame un peu pour la conclusion, je ne sais pas quoi ajouter..


Qu'en pensez vous ?

Je n'ai pas vu d'erreur. Est-il indispensable de décrire la réplication de l'ADN en détail ? Ce n'est pas forcément demandé dans le sujet du travail. Cela dit, tu peux le laisser.

D'accord, mais dans ce cas, je ne sais pas trop quoi faire comme deuxième partie..

Pourquoi une deuxième partie ? Il faut analyser les documents et répondre à la question posée, non ?

Oui, je suis d'accord avec vous.
Mais, là j'ai l'impression de ne décrire que le premier document. Comment décrire le deuxième ?

Tu as parlé des deux documents : l'expérience avec l'azote léger et lourd, et les trois modèles de réplication, non ? Que faire de plus ?

C'est exact ! .

Mais vous ne pensez pas que ma conclusion est trop courte, trop brève ? Je ne sais pas quoi rajouter.

Tu peux préciser que le modèle semi-conservatif est le plus simple et le plus efficace, en plus d'être fiable. Plus généralement, tu peux faire une ouverture du sujet sur le thème de la réplication, élément indispensable à la division cellulaire, et donc à la croissance et au bon fonctionnement des êtres vivants pluricellulaires.