Des pâtes pour comprendre l'expression des gènes publié le 12/09/2019

Thème : corps humain et santé / expression du patrimoine génétique / enseignement de spécialité en première.

Objectif pédagogique

L’intérêt de ce type d’activité est d’ancrer sous un angle ludique tous les acteurs enzymatiques de la synthèse protéique. Chaque biomolécule intervenant dans le processus (polymérase et ribosome) est assimilée à un ouvrier dont le pseudonyme rappelle le rôle. Chaque rôle correspond à un métier décrit dans un permis de travail qui ne peut être utilisé que dans un compartiment cellulaire précis.
Placé en début de séquence, la manipulation des pâtes qui remplacent ici les nucléotides et les acides aminés n’est pas aussi simple qu’il n’y paraît pour des élèves de première. L’interprétation successives des différents "métiers" soulève plusieurs questions qui doivent être résolues pour passer à l’étape suivante.
Dans les cours suivants, qui vont permettre de corriger l’activité et donc d’expliciter les étapes de l’expression génétique, les pseudonymes des "ouvriers" de la cellule sont réutilisés comme moyen mnémotechnique.

Cette idée de modélisation est à l’origine issue d’un travail proposé par un jeune étudiant. Avec son accord, j’ai modifié son document initial pour le proposer à mes classes.

TP : L'expression du patrimoine génétique (PDF de 421.6 ko)

TP à l’origine de l’idée de cette activité - Auteur Antonin Cabioch.

Mise en œuvre de l’activité

Le matériel

On utilise deux formats de pâtes :

  • Des mini pennes, de 3 couleurs, pour représenter les nucléotides (pâtes sans gluten, vendues en magasin bio). Puisqu’il nous faut 5 nucléotides, A T G C et U, deux paquets de mini pennes non colorées ont également été teintées en bleu et en vert clair, avec du colorant alimentaire.
    Après le trempage dans la solution colorée, l’idéal est de les laisser sécher sur du papier sulfurisé, à température ambiante.
  • Des pennes de couleur normale donc non colorées et de taille classique, pour représenter les acides aminés.

Les élèves disposent également :

  • d’un bécher pour stocker leurs pâtes
  • d’une pelote de laine (au bureau)
  • d’une paire de ciseaux
  • d’un morceau de fil de fer replié (pour mieux enfiler les pâtes sur le fil de laine)
  • d’un feutre indélébile pour noter, sur les plus grosses pâtes, la lettre correspondant aux acides aminés utilisés,
  • de scotch pour simuler la maturation du peptide (liaison S-S de la structure secondaire)
  • des dés (au bureau), pour la dernière étape "bonus" = mutation de l’ADN

Toutes les pâtes sont mises à disposition sur le bureau dans des bassines de dissection. Les élèves se déplacent et prennent ce qu’il leur faut au fur et à mesure des modélisations.