Exercice II – 2020

Exercice 2 :

Les moustiques Culex pipiens transmettent, par leurs piqûres, de nombreuses maladies (filariose, fièvre du Nil…), ils deviennent actuellement résistants aux insecticides à base de carbamates. Pour expliquer l’origine de cette résistance on propose les données suivantes :

L’acétylcholinestérase (AChE) est une enzyme qui hydrolyse l’acétylcholine au niveau des synapses cholinergique. Cette dégradation est indispensable au bon fonctionnement du système nerveux des insectes. Les carbamates agissent au niveau du système nerveux des insectes en inhibant l’activité de l’acétylcholinestérase. Le document 1 présente la réaction enzymatique de l’acétylcholinestérase (figure a) et l’action du carbamate sur le site actif de cette enzyme spécifique à la fixation de l’acétylcholine (figure b).

1- En vous basant sur le document 1, décrivez le mode d’action de l’acétylcholinestérase et l’effet du carbamate sur cette enzyme.

Chez les moustiques Culex pipiens, la synthèse de l’acétylcholinestérase est contrôlée par un gène ayant deux allèles différents. Les moustiques résistants (souche R) possèdent deux allèles mutés (allèles Ace-R) alors que les moustiques sensibles (souche S) possèdent deux allèles sauvages (allèles Ace-S). Le document 2 présente les résultats des études de l’action d’un insecticide à base de carbamates sur les deux souches de moustiques, la figure (a) présente des mesures de l’activité de l’acétylcholinestérase de chaque souche en fonction de la concentration en insecticide, à base de carbamates, appliqué. La figure (b) montre le taux de mortalité de chaque souche en fonction de la concentration en insecticide appliqué.

2- En exploitant le document 2, montrez la relation entre la mortalité des souches de moustiques S et R et l’activité de l’acétylcholinestérase, puis proposez une hypothèse pour expliquer la résistance des souches R à l’insecticide utilisé.

Pour vérifier votre hypothèse, on propose le document 3 qui donne la séquence nucléotidique d’un fragment de l’allèle (brin non transcrit) du gène Ace codant pour la synthèse de l’acétylcholinestérase chez la souche S et la souche R et le document 4 qui présente un extrait du code génétique.

3- En utilisant les données des documents 3 et 4, déterminez l’ARNm et la séquence des acides aminés correspondantes à chaque fragment du gène Ace chez les deux souches S et R et vérifiez votre hypothèse en mettant en évidence la relation caractère – gène.