chapitre 17 Du gène à la protéine 379
. Figure 17.2
Des gènes individuels codent-ils pour la production d’enzymes
qui participent à une voie biochimique ?
eXpérIenCe Au cours de leurs travaux sur la moisissure rouge du pain, Neurospora crassa, Adrian
Srb et Norman Horowitz ont utilisé l’approche expérimentale de Beadle et Tatum pour isoler des
mutants nécessitant de l’arginine dans leur milieu de culture. Les chercheurs ont établi que leurs
mutants se regroupaient en trois catégories, chacune de celles-ci portant une mutation sur un gène
différent. D’autres études leur ont permis de supposer que la voie métabolique de la biosynthèse de l’arginine comportait un nutriment précurseur ainsi que l’ornithine et la citrulline comme molécules intermédiaires. Dans leur expérience la plus célèbre, que nous illustrons ci-dessous, ils ont mis à l’épreuve leur
hypothèse un gène, une enzyme et leur postulat sur la voie de synthèse de l’arginine. Dans cette
expérience, ils ont placé leurs trois classes de
mutants et la souche de type sauvage dans
quatre milieux de croissance différents, illustrés dans le tableau ci-contre. Ils ont inclus le
milieu minimal (MM) comme témoin parce
qu’ils savaient que les cellules de type sauvage pouvaient croître sur le MM, mais que
les cellules des mutants ne le pouvaient pas.
(Voir les éprouvettes en haut à droite.)
résultAts La souche de type sauvage
peut croître dans n’importe quelles conditions expérimentales n’exigeant qu’un milieu
de croissance minimal. Les trois types de
mutants avaient chacun leur propre en semble
d’exigences de croissance. Par exemple, les
mutants de la catégorie II étaient incapables
de croître en présence d’ornithine seulement,
mais ils arrivaient à se développer quand on
ajoutait de la citrulline ou de l’arginine.
ConClusIon À partir des résultats de
l’expérience de croissance, Srb et Horowitz
ont conclu qu’il manquait à chaque catégorie de mutants l’une des étapes de la voie de
synthèse de l’arginine, probablement parce
que les mutants ne produisaient pas l’enzyme correspondante. Étant donné que chacun des mutants portait une mutation sur
un seul gène, ils en ont conclu que chaque
gène mutant devait normalement coder pour
la production d’une enzyme. Leurs résultats
constituaient un argument en faveur de l’hypothèse un gène, une enzyme proposée par
Beadle et Tatum et confirmaient également
que la voie métabolique de l’arginine dans le
foie des Mammifères fonctionne également
chez Neurospora. (Notez dans la section
Résultats qu’un mutant se développe seulement si on lui fournit un composé synthétisé
après l’étape défectueuse, ce qui permet de
contourner l’anomalie.)
sourCe A. M. Srb et N. H. Horowitz, The ornithine cycle in Neurospora and its genetic control, Journal
of Biological Chemistry 154 :129-139 (1944).
et sI ?
Supposons que l’expérience a démontré que les mutants de la catégorie I ne peuvent
croître que dans un MM auquel on a ajouté de l’ornithine ou de l’arginine et que ceux de la catégorie II
peuvent croître dans un MM enrichi de citrulline, d’ornithine ou d’arginine. Quelles conclusions les chercheurs auraient-ils dû tirer de ces résultats concernant la voie biochimique et l’anomalie chez les mutants
de la catégorie I et de la catégorie II ?
iNveStigatiON
Type sauvage
Mutants,
catégorie I
Mutants,
catégorie II
Mutants,
catégorie III
Types de Neurospora crassa
Milieu
minimal
(MM)
(témoin)
MM
ornithine
MM
citrulline
MM
arginine
(témoinl)
Croissance
avec ou sans
suppléments
Résumé
des
résultats
Croissance sur
l’ornithine, la citrulline
ou l’arginine
Croissance seulement
sur la citrulline
ou l’arginine
Croissance impossible
sans arginine
Condition
Type sauvage
Gène
(code pour
une enzyme)
Mutants,
catégorie I
(mutation
du gène A)
Mutants,
catégorie II
(mutation
du gène B)
Mutants,
catégorie III
(mutation
du gène C)
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Gène A
Gène B
Gène C
Milieu minimal
Croissance :
les cellules
de type sauvage
croissent et
se divisent
Aucune
croissance :
les cellules
des mutants
ne peuvent
pas croître
et se diviser
. Figure 17.2
Des gènes individuels codent-ils pour la production d’enzymes
qui participent à une voie biochimique ?
eXpérIenCe Au cours de leurs travaux sur la moisissure rouge du pain, Neurospora crassa, Adrian
Srb et Norman Horowitz ont utilisé l’approche expérimentale de Beadle et Tatum pour isoler des
mutants nécessitant de l’arginine dans leur milieu de culture. Les chercheurs ont établi que leurs
mutants se regroupaient en trois catégories, chacune de celles-ci portant une mutation sur un gène
différent. D’autres études leur ont permis de supposer que la voie métabolique de la biosynthèse de l’arginine comportait un nutriment précurseur ainsi que l’ornithine et la citrulline comme molécules intermédiaires. Dans leur expérience la plus célèbre, que nous illustrons ci-dessous, ils ont mis à l’épreuve leur
hypothèse un gène, une enzyme et leur postulat sur la voie de synthèse de l’arginine. Dans cette
expérience, ils ont placé leurs trois classes de
mutants et la souche de type sauvage dans
quatre milieux de croissance différents, illustrés dans le tableau ci-contre. Ils ont inclus le
milieu minimal (MM) comme témoin parce
qu’ils savaient que les cellules de type sauvage pouvaient croître sur le MM, mais que
les cellules des mutants ne le pouvaient pas.
(Voir les éprouvettes en haut à droite.)
résultAts La souche de type sauvage
peut croître dans n’importe quelles conditions expérimentales n’exigeant qu’un milieu
de croissance minimal. Les trois types de
mutants avaient chacun leur propre en semble
d’exigences de croissance. Par exemple, les
mutants de la catégorie II étaient incapables
de croître en présence d’ornithine seulement,
mais ils arrivaient à se développer quand on
ajoutait de la citrulline ou de l’arginine.
ConClusIon À partir des résultats de
l’expérience de croissance, Srb et Horowitz
ont conclu qu’il manquait à chaque catégorie de mutants l’une des étapes de la voie de
synthèse de l’arginine, probablement parce
que les mutants ne produisaient pas l’enzyme correspondante. Étant donné que chacun des mutants portait une mutation sur
un seul gène, ils en ont conclu que chaque
gène mutant devait normalement coder pour
la production d’une enzyme. Leurs résultats
constituaient un argument en faveur de l’hypothèse un gène, une enzyme proposée par
Beadle et Tatum et confirmaient également
que la voie métabolique de l’arginine dans le
foie des Mammifères fonctionne également
chez Neurospora. (Notez dans la section
Résultats qu’un mutant se développe seulement si on lui fournit un composé synthétisé
après l’étape défectueuse, ce qui permet de
contourner l’anomalie.)
sourCe A. M. Srb et N. H. Horowitz, The ornithine cycle in Neurospora and its genetic control, Journal
of Biological Chemistry 154 :129-139 (1944).
et sI ?
Supposons que l’expérience a démontré que les mutants de la catégorie I ne peuvent
croître que dans un MM auquel on a ajouté de l’ornithine ou de l’arginine et que ceux de la catégorie II
peuvent croître dans un MM enrichi de citrulline, d’ornithine ou d’arginine. Quelles conclusions les chercheurs auraient-ils dû tirer de ces résultats concernant la voie biochimique et l’anomalie chez les mutants
de la catégorie I et de la catégorie II ?
iNveStigatiON
Type sauvage
Mutants,
catégorie I
Mutants,
catégorie II
Mutants,
catégorie III
Types de Neurospora crassa
Milieu
minimal
(MM)
(témoin)
MM
ornithine
MM
citrulline
MM
arginine
(témoinl)
Croissance
avec ou sans
suppléments
Résumé
des
résultats
Croissance sur
l’ornithine, la citrulline
ou l’arginine
Croissance seulement
sur la citrulline
ou l’arginine
Croissance impossible
sans arginine
Condition
Type sauvage
Gène
(code pour
une enzyme)
Mutants,
catégorie I
(mutation
du gène A)
Mutants,
catégorie II
(mutation
du gène B)
Mutants,
catégorie III
(mutation
du gène C)
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Précurseur
Ornithine
Citrulline
Arginine
Enzyme A
Enzyme B
Enzyme C
Gène A
Gène B
Gène C
Milieu minimal
Croissance :
les cellules
de type sauvage
croissent et
se divisent
Aucune
croissance :
les cellules
des mutants
ne peuvent
pas croître
et se diviser