Travaux pratiques

INTRODUCTION A L’ETUDE DES PROTEINES


Les protéines, macromolécules du groupe des protides (substances azotées), sont les plus abondantes et les plus diversifiées des molécules organiques présentes dans les cellules vivantes (environ 15 % de la masse fraîche et 50 % de la masse sèche). Leur importance est liée à la diversité des fonctions qu'elles remplissent (il existe plusieurs dizaines de milliers de protéines différentes chez l'homme) et au fait que leur biosynthèse dépend directement du programme génétique. À ce dernier titre, elles constituent un indicateur de l'identité biologique déterminée par le programme génétique.

I- Diversité des protéines

Objectif : reconnaître la diversité des protéines et leur importance.

La liste suivante présente d'une part quelques protéines de l'homme et, d'autre part, quelques matériaux d'origine biologique formés principalement de protéines.

Protéines humaines : hémoglobine, collagène, amylase, anticorps, microtubules, hormones hypophysaires, kératine.

Matériaux biologiques : laine, ongles, soie, poils, blanc d'œuf, plasma et sérum sanguins.

1. Déterminer la localisation et la fonction des protéines humaines citées ci-dessus.

2. Déterminer les groupes d'animaux chez lesquels on trouve les matériaux cités et retrouver l'utilité biologique de ces matériaux.

3. Rechercher les noms de quelques protéines déjà rencontrées et donner leur fonction.

4. Rechercher des produits manufacturés rencontrés dans la vie quotidienne formés de protéines ou contenant principalement des protéines.

5. Rédiger quelques phrases de synthèse montrant l'importance des protéines à partir des exemples précédents.

II- Séparation et identification des protéines contenues dans un prélèvement biologique

Objectif : séparer et identifier les protéines d'un prélèvement biologique.

On soumettra à l'électrophorèse, d'une part, les protéines contenues dans un liquide biologique (blanc d'œuf) d'individus différents de même espèce et, d'autre part, les protéines contenues dans le sérum sanguin de Vertébrés d'espèces différentes déjà identifiées précédemment. Pour cela, on utilise la technique de l'électrophorèse sur gel

(voir fiche technique).

Principes de l’électrophorèse

Lorsque des molécules sont électriquement chargées, il est possible de les séparer par la technique de l'électrophorèse afin de les identifier.

Quand on soumet à un champ électrique un mélange de molécules en solution déposé sur un support convenable (gel), les molécules se séparent en fonction de leur charge électrique et de leur taille selon la dimension des "mailles" moléculaires du gel et la tension électrique appliquée. En solution dans un tampon basique, les protéines sont des molécules chargées qui migrent vers une des deux électrodes, l’anode pour la majorité d'entre elles. Après fixation et coloration par un colorant spécifique des protéines, chaque protéine apparaît sous forme d’une bande dont la position permet l'identification.

Voir les gels d'électrophorèse

Résultats :

6. Comparer les profils électrophorétiques obtenus dans les deux cas. On comparera la position des bandes (aspect qualitatif) et l'intensité de la coloration (aspect quantitatif).

7. Classer les protéines séparées en fonction de leur charge électrique (de 1 à 3 + ou de 1 à 3 -).

8. Expliquer la relation entre intensité de coloration et concentration de la protéine.

Interprétation : 9. Identifier en quoi diffèrent les protéines, appartenant d'une part à des espèces différentes et, d'autre part, à des individus différents de même espèce.

10. Rédiger quelques phrases de synthèse rappelant les relations entre répertoire protéique et identité biologique.

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