Les rayonnements ionisants

Certains des rayonnements précédemments cités sont dits : "rayonnement ionisant". En effet, l'une de leur propriété est leur capacité à ioniser certaines molécules. Parmi ces rayonnements ionisants, on retrouve : Les radioactivités α (alpha),β (béta) et γ (gamma). Les rayons gamma et X, du spectre lumineux. L'émission de particule (électron, hélium...) ou de photon permet de dévier un électron. et l'éjecter de l'atome : ce dernier est devenu un ion. Or, Un organisme vivant, comme un être humain, exposé à ces rayonnements, subit cette ionisation. C'est ce qui affecte les cellules. Une molécule d'ADN ionisée sera altérée : Lors de sa reproduction, elle produira une copie généralement non fidèle à l'originale : Des gènes modifiés donneront lieu à des acides aminés inutile et instable, de nombreuses fonctions ne pourront plus être assurées. Ainsi, dans la plupart des cas, c'est l'ADN qui est généralement modifié. C'est d'ailleurs l'origine des tumeurs cancéreuses.

Montrons un exemple de de modification de l'ADN par les rayonnements ionisants.

Expérience sur les levures Ade2

But de l'expérience

Nous avons voulu montrer montrer que les radiations peuvent faire muter le génome d'une cellule pour cela nous nous avons cherché une expérience où la modification devient évidente, visible à l'œil nu. Cette expérience la voici . Il s'agit d'irradier des levures ade2 en le bombardant de rayons UV, qui sont des rayons ionisants bien connus.
Les levures Ade 2 sont des levures Saccharomyces cerevisiae ayant subi une mutation de sorte qu'elle ne produisent plus d'adénine.

Hypothèse

Nous supposons que les radiations décrites ici provoquent une mutation au niveau génétique se transmettant aux générations suivantes.

Conséquences vérifiables

Si les levures subissent un changement quelconque au niveau du phénotype tel une couleur ou une forme inédite nous aurons alors prouvé que les radiations, ici provenant des rayons Ultra Violets peuvent provoquer une modification du phénotype provenant certainement d'une mutation génétique ce que pourrons expliquer à la suite.

Protocole expérimental

Pour effectuer cette expérience, nous avons eu besoin d'un certain matériel. Tout d'abord il nous fallait des levures ade2 bien entendu, une lampe à UV protégée un bec Benzène pour stériliser l’espace de travail.

Après avoir obtenu des boîtes de pétri dans lequel ont été coulés des géloses stériles et nutritives, nous y avons étalé des levures ade2 à l'aide d'un étaleur. Puis nous avons placé les boîtes des pétri sous la lampe à UV pendant une période déterminé à l'avance.
La première boîte a été irradiée durant : 2 s
La seconde boîte a été irradiée durant : 5 s
La troisième boîte a été irradiée durant : 10 s
La quatrième boîte a été irradiée durant : 30 s
La cinquième boîte a été irradiée durant : 60 s

Puis toutes les boîtes ont été placées durant une semaine en lieu sûr en attendant que les levures se multiplient et que l'irradiation agisse.

Cette première expérience à malgré toutes nos précautions échouées. En effet, dans aucune des boîtes les levures rouges se sont développés. Par contre les colonies blanches se sont développées dans toutes les boîtes. Ces résultats nous permettent tout de même de ressortir quelques informations.

En effet, la population des boîtes en colonies blanches n’est pas uniforme. Les levures blanches se sont ainsi beaucoup plus développé dans les boîtes les moins exposés aux rayons UV.

On comprend donc que les UV font muter tellement l’ADN des levures qu'elles ne sont plus viables et se détruisent.

Après cette première expérience aux résultats peu concluants, nous n'avions plus le temps de recommencer une expérience de même type,nous avons du nous procurer les résultats,sur Internet.
Ces résultats, les voici :

Temps d'exposition (en secondes)	Nombre de colonies totales	Nombre de colonies blanches	Pourcentage de colonies blanches
0	3840	120	3.1
30	400	32	8
45	120	15	12.5
80	22	13	50.1

Interprétation

Nous notons que le nombre de colonie blanche augmente lorsque le temps d'exposition se prolonge (8,1% après 30s d'exposition, pour 50,1% après 80s). On en déduit alors que la présence de colonies blanche est directement lié à ce temps d'exposition. Les levures blanches sont issues de la radiation.

Nous savons que la couleur rouge des levures ade2 est du à une chaîne de biosynthèse décrite dans ce schéma :

Cette suite complexe de synthèse de protéines est explique facilement la couleur des levures. En effet, les levures ade2 ont déjà muté précédemment, empêchant la synthèse de CAIR (5- amino 4- carboxyimidazole ribotide ) en rompant la chaîne de biosynthèse. La CAIR n'étant plus produite, l'AIR, précurseur du CAIR s'accumule et donne la couleur rouge (oxydation en aérobiose) .
Les Ultra Violet vont alors provoquer la mutation inverse : c'est ce qu'on appelle une reverse mutation. L'enzyme 6 agit alors normalement et La CAIR est correctement produite. Les levures ont alors une couleur crème habituelle cette modification se répercutant sur les générations suivantes, les nouvelles levures créées seront alors également couleur crème.

Cette mutation n'est pas la seule conséquence des Ultra Violet, en effet, nous avons constaté que plus le temps d'irradiation est élevé plus les levures étaient détruites. Ces conséquences sont à plus grandes échelles sur un être humain. Cela s'appelle alors le "mal des rayons".

Le mal des rayons

Les dégats causés par les rayons ionisants ont des conséquences multiples à l'échelle du phénotype. Sur un être humain, on nommera ces concéquences : « le mal des rayons ». La gravité de cette maladie dépend directement de l'intensité des radiations, celle ci étant mesurée en Gray, mais aussi du temps d'exposition. Par exemple, Une exposition de plus de 8 gray environ conduit à une mort inévitable précédé de coma et de convulsion, en une ou deux journée. Il s'agit de la dose létale. De nombreux symptômes peuvent apparaître lord d'une irradiation aigüe, affectant divers organes : on peut assister à l'apparition d'ulcére et une nécrose de la peau comme à des difficulté respiratoire, ou des vomissements , nausée, fiévre. L'irradiation apparaît donc sous 5 formes :

1.La forme cérébro-vasculaire, qui provoque une mort rapide, du à la destruction du systeme nerveux.
2.La forme gastro-intestinale,
3.la forme hématopoïétique, qui s'attaque à la moelle osseuse.
4.La forme pulmonaire.
5.La forme cutanée.
La aussi, les formes dépendent du temps et de la force de l'irradiation.

Site par Canu Quentin
TPE en général par Canu Quentin, Fontaine Quentin et Nguyen Benjamin
Merci au Site du zér0