Objectifs
- Proposer à des élèves de 1^èreS la mise en pratique de techniques de base de la biologie moléculaire : transformation bactérienne, sélection des phénotypes, électrophorèse d'ADN...
- Etablir une relation entre la présence de gènes (transgènes) dans une cellule, la synthèse de protéines et un phénotype cellulaire particulier (bactérie résistante à l'ampicilline et fluorescente).
- Mettre en évidence comment la composition du milieu extracellulaire peut influer sur l'expression d'un gène et comment l'environnement peut modifier un phénotype cellulaire en agissant sur le produit de l'expression d'un gène.

Principe
Il s'agit de transformer des bactéries (E.coli) non pathogènes et sensibles à l'ampicilline par transfert du plasmide pGLO. Il possède notamment un gène de résistance à l'ampicilline (antibiotique), un gène (souvent utilisé comme rapporteur), isolé à l'origine d'une méduse (Aequorea victoria), qui code la GFP (Green Fluorescent Protein) et les séquences qui permettent leur expression dans la bactérie. Il faut ensuite sélectionner par culture sur un milieu adapté les bactéries transformées et vérifier qu'elles ont bien exprimé les transgènes. La transcription du gène GFP est induite par l'arabinose.
Une électrophorèse permet d'identifier le plasmide pGLO dont la séquence est étudiée avec Anagène.

Résultats. Commentaires
L'expérience de transformation bactérienne est facilement réalisable avec le kit commercialisé par BIO-RAD. L'interprétation des résultats de cette transformation et la prise en compte des informations fournies par l'ensemble des activités proposées (étude du plasmide, repérage des principaux transgènes, travail sur les modèles moléculaires des protéines et sur le modèle animé de la régulation de la transcription de l'opéron arabinose ...) conduisent les élèves à établir sans difficulté les relations entre gènes exprimés, protéines synthétisées et phénotype cellulaire. L'influence de la composition du milieu extracellulaire (arabinose) sur l'expression du gène GFP et sur le phénotype cellulaire est également facilement établie. Le pGLO peut également être utilisé en TS spé. pour découvrir le mode d'action des enzymes de restriction (voir nouvelle expérimentation).