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!

salut,

propose moi un début de raisonnement ou d'interprétation des documents et ensuite je pourrai t'aider, mais je ne vais pas faire tout TON travail à TA place...

surtout que cette expérience est une "classique" de la génétique dont tu as des renseignements dans tous les bouquins de SVt du lycée...

Merci beaucoup !

Voici le travail que j'ai réalisé, je voudrais que vous me disiez ce que vous en pensez.

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. Une cellule aux ADN non radioactifs à laquelle il est fourni des nucléotides porteurs de thymine radioactive a, après la duplication, toutes ses molécules d'ADN radioactives et cela se vérifie pour toutes les cellules testées. 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. 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. Je vais donc maintenant faire la description de la duplication de l’ADN.


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.

Merci d'avance!

évite de mettre "le travail que j'ai réalisé" quand il s'agit de copier collé sur internet, ça ne le fait pas trop , il ne faut pas prendre les gens pour des andouilles, mais des formules du types
"Meselson et Stahl s'attachent à vérifier les prédictions du modèle élaboré ", je n'en ai pas vu beaucoup dans les copies de mes élèves, ce style de phrasé correspondant à celui de plusieurs "bibles" en biologie...cf Campbell, Raven,etc...

http://www.universalis.fr/encyclopedie/T322664/MESELSON_M.htm,

tu pourras retrouver ici une phase à l'identique (quelle symbiose de l'esprit !!! )

maintenant pour le contenu du premier paragraphe rien à redire (évidemment) par contre vu la question posée, ton second paragraphe est hors sujet,
on te demande juste de montrer comment ils ont pu prouvé qu'il s'agissait du modèle semi-conservatif, et non d'expliquer ce qu'il se passe au niveau de la fourche de duplication... (ce qui est d'ailleur noté à la fin du paragraphe 1)

D'accord.

Je reprends donc tout ça..

Matthew Meselson est surtout connu pour les expériences qu'il effectue avec Franklin W. Stahl à partir de 1958. Dès 1964, Meselson et Stahl veulent vérifier le modèle mis en place par Watson et Crick en 1953 pour se rendre compte du mécanisme de réplication de l'ADN. À l'époque, une seule question se posait : Par quel mécanisme se fait la réplication de l’ADN ?

Pour commencer, 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.

1) Le modèle conservatif (+ schéma)

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. Une cellule aux ADN non radioactifs à laquelle il est fourni des nucléotides porteurs de thymine radioactive a, après la duplication, toutes ses molécules d'ADN radioactives et cela se vérifie pour toutes les cellules testées. Le tube 3 aurait dû contenir 75% de densité à 1,65 et 25% de densité à 1,8. Donc cette hypothèse est invalide.

2) 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.

3) 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.


Pour conclure, les expériences de Meselson et Stahl ont bien démontrée que c’est grâce au modèle semi-conservatif que se fait la réplication de l’ADN.

Mais ne faut-il pas une deuxième partie ?
Là j'ai l'impression de ne décrire que le premier document. Comment décrire le deuxième ?

Non, en faite je réalise que je décris les deux documents en même temps, en expliquant les 3 modèle, et en y mettant les résultats du deuxième document. Je ferais également des schémas comme c'est demandé dans l'énoncé. Je ne fais donc ici qu'une seule grande parti, diviser en 3 sous parti comportant la description des deux documents en même temps. Qu'en pensez vous ? Et ma conclusion ? Ne l'a trouvez vous pas trop courte, trop brève? Je ne sais pas quoi rajouter..

non c'est correct, la question est de démontrer ce qu'ils ont prouvé et c'est cela que tu fais, tu ne peux pas aller plus loin dans ton analyse sinon ce sera hors sujet..

ce que tu dois faire d'important dans tes schémas est de bien noter par un code code couleur les brins contenant de l'azote "lourd" et ceux contenant de l'azote "léger" et de mettre en évidence avec la notion de bandes de densité plus ou moins importantes : ainsi tu fais le parallèle entre modèle théorique (car ils n'ont pas observé la réplication semi-conservative ) et une observation pratique ( gradient de densité ! )

dernière chose, je ne t'interdis pas de reprendre des explications trouvées dans des articles ou ailleurs, c'est la preuve d'un travail de recherche (et ça c'est bien !) mais tu dois par contre, légalement, donner tes sources