Mêle-toi de l'ADN de tes oignons

Clientèle : 13 ans et plus

Type de ressource

Expérience à faire en classe.

Version imprimable du protocole

Protocole - Mêle-toi de l’ADN de tes oignons! (PDF 46 Ko)

Objectif

Permettre aux élèves d’extraire de l’acide désoxyribonucléique (ADN) des tissus d’un organisme vivant (l’oignon) à l’aide de produits d’épicerie.

Description de l’activité

L’ADN est le matériel génétique de tous les organismes vivants. C’est dans cette molécule que se trouve toute l’information nécessaire pour créer et diriger la machinerie chimique de la vie. Avant de pouvoir étudier l’ADN dans le cadre de recherches dans un laboratoire universitaire, d’analyses médicales ou d’enquêtes criminelles, les scientifiques doivent être capables de l’extraire du tissu où il est contenu.

Préparation

Une semaine avant l’activité, vous pouvez voir avec vos élèves, soit dans le cadre du cours, soit en leur donnant une courte recherche à faire, les différents points suivant sur l’ADN :

  • L’emplacement de l’ADN : où est situé l’ADN dans un tissu et dans une cellule eucaryote?
  • La composition de l’ADN : de quoi est composé l’ADN?
  • La composition de la membrane cytoplasmique d’une cellule eucaryote : quelle est la composition de la membrane d’une cellule?
  • Le protocole d’extraction de l’ADN : un scientifique veut extraire l’ADN d’une souris afin de la cloner. Quelles sont les étapes qu’il doit suivre afin d’avoir de l’ADN pur (sans protéines, lipides et glucides) provenant de la souris?

Matériel

  • un oignon;
  • 100 mL d’une solution d’attendrisseur de viande (0.05 g / mL d’eau) et de savon à vaisselle (0.01 mL / mL d’eau);
  • 50 mL d’éthanol 95 % conservé au congélateur ou sur glace;
  • bain de glace;
  • coton fromage;
  • bâton à mélanger en verre;
  • cinq (5) éprouvettes;
  • béchers de 250, 500 et 1000 mL;
  • mixeur;
  • balance;
  • bain-marie ajusté à 60ºC;
  • chronomètre.

Méthode

Les élèves doivent, en équipes de quatre (4), extraire l’ADN d’un oignon. Cette activité dure cinquante (50) minutes et nécessite uniquement des produits de cuisine et de la verrerie de laboratoire.

Manipulation

  1. Hacher l’oignon.
  2. Verser la solution d’attendrisseur de viande (100 mL) dans un bécher de 250 mL et chauffer à 60ºC dans un bain-marie.
  3. Ajouter 50 g d’oignon haché à la solution d’attendrisseur de viande. Mélanger et laisser reposer pendant 15 minutes à 60ºC.
  4. Enlever le bécher du bain-marie et le mettre immédiatement sur la glace pendant cinq minutes.
  5. Verser le mélange dans le mixeur.
    a) Mélanger à basse vitesse pendant 45 secondes et arrêter.
    b) Mélanger à haute vitesse pendant 30 secondes et arrêter.
  6. Verser le mélange sur du coton fromage plié en quatre placé au-dessus d’un bécher de 500 mL qui est déjà sur la glace.
  7. Presser délicatement le filtrat.
  8. Verser environ 5 mL du filtrat dans chacune des éprouvettes qui sont déjà sur la glace. Placer les éprouvettes de façon à ce qu’elles soient inclinées.
  9. Verser environ 10 mL d’éthanol 95% froid sur la paroi intérieure de chaque éprouvette.

Discussion et Conclusion

Qu’observe-t-on ?
Réponse : Une substance filamenteuse dans la solution qui est l’ADN. Pour récupérer l’ADN, il faut l’enrouler doucement sur le bâton présent dans l’éprouvette. Cet ADN peut maintenant être utilisé pour des analyses ou d’autres manipulations.

Pourquoi était-il nécessaire de hacher l’oignon et de le mélanger en présence d’une solution d’attendrisseur de viande?
Réponse : Hacher et mélanger l’oignon permet de briser et déchiqueter les tissus de l’oignon afin que la solution d’attendrisseur de viande puisse faire effet et s’attaquer à la paroi et la membrane des cellules.

Pour extraire l’ADN, il faut que le noyau sorte de la cellule. Les sels et le savon à vaisselle contenus dans la solution d’attendrisseur de viande dégradent la membrane des cellules d’oignon, la membrane nucléaire du noyau et les protéines qui seraient toujours liées à l’ADN. Que se passe-t-il avec le savon lors de l’extraction de l’ADN de l’oignon?
Réponse : La membrane cellulaire est composée de protéines et de lipides. En présence de savon, les lipides et les protéines sont emprisonnés dans les sphères de savon et la membrane cellulaire est brisée.

Pourquoi faut-il mettre le mélange filtré sur la glace pour le reste des étapes de l’extraction de l’ADN?
Réponse : Maintenir le mélange filtré à la température la plus froide possible permet de ralentir l’action des enzymes naturellement présentes dans les cellules d’oignon. En effet, il existe dans les cellules des nucléases qui pourraient s’attaquer à l’ADN et le dégrader.

Pourquoi utilise-t-on de l’éthanol à 95 %?
Réponse : Lorsque l’ADN est libéré de son noyau et de la cellule, il faut ajouter de l’alcool pour le récupérer. L’alcool à 95 % est moins dense que l’eau si bien qu’il reste en surface. Les lipides et les protéines se déposeront au fond de l’éprouvette, alors que l’ADN, puisqu’il est moins dense que les protéines et les lipides, monteront dans la couche contenant l’alcool.

Complément

De l’ADN aux protéines - Aide une cellule à transcrire et traduire son information génétique : allez explorer la section Jeux de Micro-découvertes en ligne pour découvrir cette activité.

Durant cette activité, les élèves découvrent Durant cette activité, les élèves découvrent toute la machinerie d’une cellule pour fabriquer une protéine à partir de son acide désoxyribonucléique (ADN). L'ADN de nos cellules contient l'information nécessaire à la synthèse des protéines de notre corps. Quand un gène s'exprime, il permet la synthèse d'une molécule nommée ARNm qui est une réplique du gène. C'est ce qu'on appelle la transcription. Par la suite, l'ARNm sert à la fabrication d'une protéine. C'est la traduction.

L’objectif est d’aider une cellule à fabriquer une protéine : la mélanine qui est le pigment qui colore la peau et les cheveux. Lorsque nous bronzons, c'est en fait cette protéine qui devient présente en grand nombre. Les rayons ultraviolets du soleil provoquent une réaction chimique dans les cellules de la peau, ce qui accélère la production de mélanine.

Questions préparatoires

Quelles sont les quatre bases qui constituent l’ADN?
Réponse : l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et la thymine (T)

Quelles sont les quatre bases qui constituent l’ARN?
Réponse : l’adénine (A), la guanine (G), la cytosine (C) et l’uracile (U)

Quelles sont les enzymes (molécules) qui permettent d’effectuer la transcription de l’ADN en ARNm?
Réponse : Les ARN polymérases

Quelles sont les organites qui permettent d’effectuer la traduction de l’ARNm aux protéines?
Réponse : Les ribosomes

Activité de synthèse

Mot caché sur la transcription et la traduction disponible dans le document Activité - De l'ADN aux protéines (PDF 48 Ko)

Programmes scolaires

Pour les liens avec les programmes scolaires, consultez le document Protocole - Mêle-toi de l’ADN de tes oignons! (PDF 46 Ko)

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