Cours Stage - Clone cellulaire ; mutations

Exercice - Le benzopyrène

L'énoncé

Document 1 : Informations sur le Benzopyrène

Le benzopyrène (C20H10) est un hydrocarbure aromatique polycyclique polluant de l'air persistant. Il s'agit d'un agent mutagène extrêmement cancérogène.

Il et produit dans le goudron de houille, les gaz d'échappement (notamment de moteurs diesels), les fumées de combustion mal maîtrisées de biomasse (chauffage au bois, brûlage de déchets verts, combustion de combustibles fossiles), les viandes et le pain grillé (combustion incomplète des graisses animales), ainsi que dans la fumée de cigarette.

La population non-fumeur y est également exposée via l'alimentation.

Il permet de repérer les pollutions chroniques de l'air.

 

Document 2 : Structure chimique du Benzopyrène

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Document 3 : Informations sur les propriétés d'interaction du Benzopyrène avec l'ADN

Le benzopyrène est un agent capable d'intercalation entre les bases de l'ADN.

En contact avec les cellules pulmonaires, il se transforme en benzopyrène-diol-epoxyde qui induit une modification des propriétés de la guanine qu'il désamine et rend incompatible avec la cytosine qui s'associe dès lors avec de l'adénine.

 

Document 4 : Structure chimique du Benzopyrène-diol-époxyde 

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(source : Wikipédia)


Question 1

D'après le document 1, comment pourrait-on expliquer que la population non-fumeur soit exposée au benzopyrène via l'alimentation ? 

Les aliments peuvent se retrouver contaminés de leur vivant par dépôt atmosphérique (sur les végétaux) ou par accumulation (dans les espèces animales). Ils peuvent également se retrouver contaminés ou lors de la préparation des aliments au charbon de bois (du fait des émanations liées à la combustion de combustible fossile -charbon- ou de la non combustion complète des aliments en eux-même -viande par exemple-).

Mettre en lien sources de benzopyrène et alimentation. 

Question 2

En quoi le benzopyrène est-il un agent mutagène associé aux cancers ? 

D'après le document 3, le benzopyrène peut s'intercaler entre les bases de l'ADN : lors de la réplication, cela peut induire par exemple l'incorporation d'un mauvais nucléotide et donc à la réplication suivante, la fixation d'une mutation par substitution, ou bloquer l'ADN-polymérase.

Il peut également se transformer en benzopyrène-diol-époxyde lorsqu'il est en contact avec des cellules pulmonaires, et ainsi induire une modification des propriétés de la guanine qu’il désamine et rend incompatible avec la cytosine qui s’associe dès lors avec l’adénine. Cela provoque des mutations par substitution, fixées lors de la réplication suivante. Cela explique sûrement en partie le développement de cancers du poumon chez les fumeurs, suite par exemple à l'apparition de mutations induites par le benzopyrène sur des régions de l'ADN chargées de prévenir l'apparition de cancers par exemple. 

Expliquer les conséquences que peuvent avoir les interactions du benzopyrène avec l'ADN (document 3). 

Question 3

Mettre en lien les propriétés d'interaction du benzopyrène avec l'ADN avec un exemple de mutation vu en cours. 

On peut mettre en lien les propriétés d'interaction du benzopyrène-diol-époxyde (ce en quoi ce transforme le benzopyrène lorsqu'il est en contact avec des cellules pulmonaires) qui induit une modification des propriétés de la guanine qu’il désamine et rend incompatible avec la cytosine qui s’associe dès lors avec l’adénine avec la tautomérie spontanée des bases azotées, lorsqu'une guanine devient imine et donc compatible avec les adénines au lieu des cytosines. 

Se remémorer son cours et les différents exemples de mutations vus.