[chimie/biologie][lycée]petit problème calculatoire

[piwi]

Petit problème rencontré au labo puis proposé à mes étudiants. Il ne nécessite qu'un peu de culture générale.

En considérant de l'ADN de souris, donnez grosso modo un ordre de grandeur du nombre de cellules nécessaires à l'obtention de 1ng d'ADN (rendement de l'extraction parfait).
On dira que le génome de souris est 14% plus petit que celui de l'homme (même si les deux organismes partagent 99% de leurs gènes) et qu'un nucléotide pèse en moyenne 330 g/mol

piwi
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[piwi]

Je réponds moi même à la question puisque personne ne semble s'y être intéressé.

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Ce que l'on veut c'est un nombre de cellule. Chaque cellule contient un génome. Donc le chiffre que l'on recherche est égal au nombre de génomes contenu dans 1ng d'ADN.
On sait qu'un génome humain fait 3.10⁹ paires de bases (pb) et qu'un génome de souris est 14% plus petit. Donc le génome de souris fait 3.10⁹x84% = 2,6.10⁹pb.
Par ailleurs on sait qu'un nucléotide fait 330 g/mol. On peut donc calculer facilement la masse molaire d'un génome de souris: 2,6.10⁹x2x330= 1,7.10¹²g/mol.

Maintenant que l'on a cela on peut calculer combien de moles de génomes sont présentes dans 1ng d'ADN de souris. 10^-9*1,7.10¹²= 5,8.10^-22 moles.

Reste à savoir combien cela représente de génomes. Le nombre d'Avogadro est égal à 6,02.10²³ donc le nombre de génome est donné par 5,8.10^-22x6,02.10²³= 350 génomes.

Conclusion comme il faut 350 génomes pour obtenir 1ng d'ADN alors il faut extraire l'ADN de 350 cellules pour obtenir cette quantité.

Autre question: une enzyme de restriction coupe l'ADN à chaque fois qu'elle rencontre un site AATT. Considérant en première approximation la répartition des bases dans le génome comme aléatoire. Combien de fragments allez vous générer à partir d'un génome de souris. Si une unité d'enzyme coupe 1µg d'ADN en 1h à 37°C, combien de temps allez vous mettre pour couper 1 génome unique avec 0.2 unité d'enzyme?

Cordialement,
piwi

[piwi]

J'en rajoute encore un petit:
Vous possédez 50 mg d'un produit X. Vous devez l'injecter à 100 mg/kg à un animal. Pour des raisons pratiques, vous souhaitez administrer 10 µl/g. Comment procédez vous pour la dissolution du produit X?

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100mg/kg correspond à 100 µg/g. Notre condition pratique nous conduit à écrire qu'il faut 100 µg/10µl = 10µg/µl. D'une manière plus confortable, on peut écrire que la concentration de X sera de 10 mg/ml. Concrètement il vous faudra donc ressuspendre vos 50 mg de X dans 5 ml finaux de solvant.