Activité : les conséquences d’un accident génétique au sein d’un clone

Les cellules tumorales forment un clone* qui acquiert des propriétés (prolifération incontrôlée, immortalité, capacité d’invasion) qui le distinguent des autres cellules de l’organisme. Ces différences sont acquises par des mutations successives.

* un clone correspond à l’ensemble des cellules issues d’une unique cellule ayant subi une succession de mitoses.

Problème : comment expliquer l’origine de la capacité de certaines cellules cancéreuses à se diviser indéfiniment ?

Document 1 : cancer et évolution d’un clone de cellules tumorales.

Au cours du processus de cancérisation, les cellules tumorales peuvent se différencier les unes des autres en accumulant des mutations distinctes. On peut ainsi distinguer des sous-clones au sein du clone initial, dotés de capacités différentes.

Les mutations menant à une activation anormale du gène TERT (détectée dans 90 % des cellules cancéreuses), confèrent par exemple la capacité de se diviser indéfiniment.

Document 2 : divisions cellulaires et télomères.

Les télomères sont des extrémités protectrices des chromosomes. Lors de la réplication de l’ADN, avant chaque division cellulaire, les télomères se raccourcissent.

Lorsque les télomères sont trop courts, les cellules ne sont plus capables de se diviser.

Document 3 : le gène TERT (Telomerase reverse transcriptase) et les télomères.

Le gène TERT, localisé sur le chromosome 5, a pour fonction de permettre la production d’une protéine, la Telomerase reverse transcriptase dont le rôle est de rétablir la longueur des télomères et donc de conserver les capacités de réplication et donc de division cellulaire.

Dans la majeure partie des cellules d’un individu, le gène TERT ne s’exprime pas. En revanche, certaines mutations activent de façon anormale le gène TERT.

Document 4 : comparaison des séquences du gène TERT chez deux individus.

Les séquences du gène TERT ont été extraites de cellules tumorales se divisant indéfiniment de deux individus atteints de cancer (cancer 1 et cancer 2) et de cellules saines d’un individu témoin.

Les nucléotides identiques à ceux de la séquence témoin sont repérés par un tiret « - ».

Document 5 : la séquence régulatrice du gène TERT.

Les séquences régulatrices sont des portions d’ADN situées en amont des gènes. La fixation de protéines (comme les facteurs de transcription) sur ces séquences régulatrices permet de stimuler ou d’inhiber la transcription des gènes associés. Le gène TERT est précédé par une séquence régulatrice.

Ci-dessous, les séquences régulatrices du gène TERT de cellules tumorales se divisant indéfiniment de deux individus atteints de cancer (cancer 1 et cancer 2) sont comparées à la séquence régulatrice de cellules saines d’un individu témoin. 

Les nucléotides identiques à ceux de la séquence témoin sont repérés par un tiret « - ».

Document 6 : comparaison de différents types de cellules cancéreuses.

Document 7 : le facteur de transcription ETS1.

ETS1 est un facteur de transcription. C'est-à-dire qu’il s’agit d’une protéine capable de se fixer sur des portions d’ADN des séquences régulatrices de divers gènes. Son site de fixation contient au minimum une séquence du type :