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1. Les s quences alu L ADN humain est constitu de nombreuses s quences r p t es repr sentant plus de 50 du g nome Les s quences Alu font partie des l ments r p t s les plus abondants Il s agit de courtes s quences d environ 300 pb qui ont t mobilis es chez les primates il y a environ 65 millions d ann es Le nom de ces s quences vient du fait qu elles poss dent un site de restriction pour l enzyme Alul La dispersion des s quences Alu dans le g nome s effectue en utilisant un interm diaire ARN par un processus d nomm r troposition Ces l ments Alu contribuent l volution du g nome son architecture mais peuvent galement tre la cause de certaines maladies g n tiques Les s quences Alu continuent de se disperser raison d une insertion toute les 200 naissances Certaines s quences Alu se sont ins r es r cemment il y a environ 1 million d ann e et ne se retrouvent pas chez tous les individus Ce polymorphisme peut tre utilis pour l tude des populations Par exemple le locus PV92 situ sur le chromosome 16 peut suivant les personnes contenir ou non une s quence Alu Certains individus poss dent ainsi un l ment Alu sur leurs 2 chromosomes 16 ou sur l un des 2 on pas d insertion ce locus Locus PVS2 sur le chromosome 16 Chromosome maternel Chromosome paternel 443 pb N BiOuWutils L EXPERIENCE Cette exp rience peut tre env2. 10b La PCR locus PV92 Cette exp rience a t mise en place afin de remplacer le protocole intitul PCR locus D1S80 L amplification est en effet meilleure et les r sultats plus simples interpr ter Toutefois un nouveau protocole PCR a t d velopp intitul PCR sensibilit au PTC qui permet de faire le lien entre un g notype donn et le ph notype associ L exp rience d amplification par PCR du locus PV92 peut encore tre emprunt e sur demande La technique de polym risation en cha ne en anglais polymerase chain reaction ou PCR permet d amplifier des millions de fois un unique fragment d ADN Cette m thode est devenue un outil pr cieux non seulement pour la recherche en biologie mol culaire mais galement pour le diagnostic m dical la d termination de microorganismes ou encore la criminologie L invention de la PCR revient Kary Mullis dans les ann es 80 Il obtint pour cette d couverte le Prix Nobel de Chimie en 1993 La d couverte d ADN polym rases thermor sistantes la Taq polym rase par exemple isol es de bact ries Thermus aquaticus vivant dans des sources d eau chaude a facilit l utilisation de la PCR et a permis son automatisation Th mes la PCR la structure du g nome humain le g notypage la criminologie l ADN l lectrophor se La PCR Une r action de PCR n cessite de l ADN amplifier d nomm template des amorces galement appel s primers des de
3. ablement marqu sur le c t par les initiales des personnes tester e Dans votre petit tube ajouter 5 ul de votre solution d ADN Fermer le tube e Dans le petit tube PCR destin au contr le n gatif ajouter 5 ul d H20 la place de l ADN Fermer le tube e Dans le petit tube PCR destin au contr le positif ajouter 5 ul d ADN B2B Fermer le tube e En suivant les instructions du mode d emploi de la machine PCR mettre les tubes dans la machine et lancer le programme PV92 e Le programme dure environ 1h15 Il comporte les cycles suivants 94 C 5 minutes 94 C 30 secondes 54 C 30 secondes 72 C 30 secondes Aaye 72 C 5 minutes e Alafin de la r action de PCR les tubes peuvent tre gard s au cong lateur e Arr ter la machine PCR en suivant les indications du mode d emploi 3 Pr paration du gel d agarose Le gel d agarose est une matrice pour s parer les mol cules d ADN selon leur taille dans un champ lectrique Les petits fragments migrent plus vite que les grands la concentration d agarose est choisie en fonction de la taille des fragments s parer Ici nous allons utiliser un gel 1 5 d agarose e Peser 1 05 g d agarose et mettez le dans un Erlenmeyer de 250ml e Ajouter 70 mi de tampon d lectrophor se TBE 1x e Faire bouillir four micro ondes plaque chauffante ou bec bunsen e Laisser refroidir le liquide environ 60 C e Ajouter 7 ul de SYBR safe intercalant qui permett
4. culez la fr quence des g notypes de la classe Calculez la fr quence des all les de la classe Calculez la valeur de Hardy Weinberg pour la classe N BiOUtilS Mat riel e Pipettes P20 et embouts st riles e Pipettes P200 et embouts st riles e Pipettes P1000 et embouts st riles e Ecouvillons st riles e Gants e Microcentrifugeuse e Bloc chauffant 95 C e Tubes r action Eppendorf 1 5ml e Tubes PCR 0 2 ml e Portoirs pour tubes PCR e Portoirs pour tubes Eppendorf e Machine PCR e H20st rile e NaOH 200 mM e HCI 200 mM e Tris HCL pH 8 5 200 mM e 2x mix PCR comprenant la Taq DNA polym rase les dNTPS et le tampon e Primers e Agarose e Cuve d lectrophor se e Tampon de migration TBE 1x e SYBR Safe e Lampe de d tection d ADN lumi re bleue e Marqueur de poids mol culaire e ADN B2B C Stockage du mat riel e Le 2x Taq mix est stock au cong lateur 20 C d gel sur glace ou bri vement temp rature ambiante gard dans la bo te r frig rante pendant la manipulation et remis 20 C apr s usage e Le SYBR Safe est stock au frigo 4 C Il faut le sortir environ 30 minutes avant de l utiliser pour que la solution soit bien soluble e Le marqueur d ADN l ADN B2B contr le positif les primers sont stock s au cong lateur 20 C d gel temp rature ambiante et remis 20 C apr s usage e Le reste du mat riel peut tre gard temp rature a
5. isag e sous la forme d une enqu te polici re Un individu est venu dans le laboratoire de biologie saboter des exp riences Lors de ses m faits il a laiss un indice de la salive ou un cheveu Toute la classe est consid r e comme suspect potentiel et le but de l exp rience sera de mettre la main sur le coupable Le profile g notype de chaque l ve pour ce locus sera observ sur gel d agarose et compar au profil du suspect Le nombre de r p titions de chaque l ve pourra galement tre d termin PROTOCOLE La quantit d ADN peut tre critique pour obtenir des bons r sultats Bien qu il soit possible d effectuer cette exp rience partir d un bulbe de cheveuxil est pr f rable d utiliser des cellules de la bouche plus nombreuses et obtenues facilement partir de l int rieur des joues 1 Extraction d ADN A partir de cellules pith liales de la bouche Mettre 500 ul d H20 dans un tube Eppendorf Frotter abondamment l int rieur des joues avec un couvillon coton tige st rile afin d obtenir un maximum de cellules pith liales Tremper l couvillon dans le tube contenant les 500 ul d H20 Tourner l couvillon et le frotter contre les parois du tube Bien essorer l couvillon en le sortant du tube Centrifuger le tube 2 minutes la vitesse maximum afin de faire tomber les cellules pith liales Al aide de la P1000 enlever le surnageant en prenant soin de laisser le cu
6. lot de cellules au fond du tube Attention ne pas aspirer le culot de cellules Le cas ch ant centrifuger nouveau la salive Ajouter 0 1 ml de solution de NaOH 200 mM sur le culot et le resuspendre en vortexant ou en pipetant l aide de la P1000 Fermer le tube et incuber 95 C pendant 10 minutes dans le bloc chauffant Vortexer bri vement Ajouter 0 1 mI de HCI 200 mM dans votre tube Ajouter 0 1 ml Tris HCI pH 8 5 200 mM dans votre tube Votre pr paration d ADN est pr te et peut tre stock e au cong lateur ou utilis e directement pour la suite de l exp rience 2 Amplification par PCR e Pr parer le m lange de r actif pour la PCR juste avant l emploi Ce m lange contient le 2 x Taq mix taq polym rases dNTPs tampon de polym risation et tampon de charge rouge les primers et de l H20 e Pour une classe de 16 l ves par exemple on compte 16 r actions plus un contr le n gatif ainsi qu un contr le positif soit un total de 18 r actions Afin de faciliter le pipetage et pour avoir assez de mat riel en cas d erreurs nous pr voyons un m lange pour 22 r actions 1x 22 x 2x Taq ready Mix 12 5ul 275ul Primers mix PV92 5 ul 110 ul DMSO 1 25 ul 30 ul H20 1 25 ul 30 ul N BIiOUTIIS e Ce m lange est pr par dans un tube Eppendorf 1 5 ml juste avant l emploi M langer en pipetant en haut et en bas d licatement e Distribuer ensuite les 20 ul du m lange dans les petits tubes de PCR pr al
7. mbiante N BIiOUTIIS
8. ra de visualiser ADN et m langer en agitant l Erlenmeyer e Verser l agarose dans la cuve pr par e avec un peigne pour former les puits attention si l agarose est trop chaud la cuve d lectrophor se se d forme Les cuves d lectrophor se poss dent des petits blocs en plexi pour prot ger les lectrodes Souvent les cuves sont d form es et les blocs ne rentrent plus Il suffit donc de couper apr s solidification du gel une petite lamelle d d agarose en haut et en bas du gel pour lib rer les lectrodes e Lorsque le gel est refroidi et solidifi ajouter du tampon d lectrophor se TBE 1x et enlever le peigne 4 Analyse des g notypes sur gel e R cup rer vos tubes Ils contiennent d j le tampon de charge rouge et sont donc pr t tre mis sur gel e Charger le gel ler puits 5 ul de marqueur 2 me puits et suivants 20 ul de vos chantillons Avant dernier puits le contr le n gatif N BIiOUTIIS Dernier puits le contr le positif e Allumer le transformateur et faire migrer 100V amp rage maximum e Quand le colorant rouge de migration arrive en bas du gel arr ter le transformateur e Prendre le gel et visualiser les bandes sous la lampe bleue e Prendre une photo taille M d 2 3 C en pb _ _ 1000 800 600 insertion 400 Alu 200 pas d insertion p 5 R sultats et discussions Observez votre g notype et ceux des autres personnes Cal
9. soxynucl otides triphosphates dATP dCTP dGTP dTTP une ADN polym rase thermor sistante la Taq par exemple du magn sium Mg indispensable au fonctionnement de l ADN polym rase e a STE Ces 5 ingr dients sont m lang s dans un tube essai et soumis diff rents cycles de temp ratures 1 re tape la d naturation 94 C L ADN template est chauff 94 C Les deux brins de l ADN se s parent On parle de d naturation de ADN 2 me tape l hybridation 40 65 C En descendant la temp rature les amorces s apparient s hybrident par compl mentarit leurs s quences cibles sur l ADN 1 cycle de PCR 3 me tape l longation 72 C A cette temp rature la Taq synth tise les brins d ADN compl mentaires en ajoutant des desoxynucl otides triphosphates la suite des amorces Le temps d longation d pend de la taille du fragment amplifier et de la vitesse de polym risation de l enzyme la Taq ajoute environ 1000 nucl otides par minute Ces trois tapes correspondent 1 cycle de PCR la suite duquel on a doubl le nombre de fragment d ADN cible initial Environ une trentaine de cycle sont en principe effectu s dans une exp rience de PCR classique Ainsi apr s 30 cycles on aura amplifi 2n fois notre ADN cible SX BIiOUTIIS 1 cycle 2 me cycle D naturation Hybridation Elongation D naturation etc jusqu n cycles 40 65 temp rature C temps
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