Correction exercice sur la PCR

1) Au cours de quelle phase du cycle cellulaire s’effectue normalement la réplication de l’ADN ? 

La réplication de l’ADN est l’une des étapes ayant lieu pendant l’interphase. Elle a lieu durant la phase S (synthesis). 

2) Quelle est, en paires de bases, la taille approximative du génome d’une des cellules récoltées ? 

On compte 3,5 pg d’ADN par cellule.  

1 pg d’ADN contient 1 000 paires de bases (pdb).  

On a donc 3,5 x 1 000 = 3,5 Gpdb dans une cellule. 

3) Combien faudrait-il approximativement de cellules telles que cellules qui ont été récupérées sous les ongles de la victime pour atteindre le seuil de détection de l’ADN par la méthode utilisée ? 

La détection se fait à partir d’un seuil de 1 ng d’ADN (par mL) soit 1 000 pg. 

Une cellule contient 3,5 pg d’ADN. 

1 000 : 3,5 = 286 

Le seuil sera atteint à partir de la récolte de 286 cellules. 

4) Avec la technique PCR, en imaginant que le rendement soit de 100%, combien de molécules d’ADN peuvent être obtenues à partir d’une molécule initiale au bout de 15 cycles ? 

Une molécule en donnera deux au bout d’un cycle de réplication, soit 21. 

Deux molécules en donneront 4 après un deuxième cycle, soit 2². 

Quatre en donneront 8 après un troisième cycle, soit 23. 

Etc. 

On peut écrire mathématiquement qu’une molécule d’ADN donnera 2n molécules au bout de n cycles de réplication. 

Donc au bout de 15 cycles on aura 215 = 32 768 molécules d’ADN. 

5) En combien de temps sera-t-il possible d’obtenir, à partir d’une unique cellule récoltée sous les ongles de la victime, suffisamment d’ADN pour dépasser le seuil de sensibilité de la méthode d’exploitation choisie ? 

Un cycle dure 15 minutes.  

Le seuil de sensibilité est de 1 ng d’ADN soit 1 000 pg. 

Une cellule contient 3,5 pg d’ADN. Cette quantité va doubler toutes les 15 minutes.  

Au bout du premier cycle de 15 minutes (t = 15 min), on aura donc 7 pg d’ADN. 

Au bout du 2ème cycle de 15 minutes (t = 30 min), on aura donc 7 pg d’ADN. 

Au bout du 3ème cycle de 15 minutes (t = 45 min), on aura donc 14 pg d’ADN. 

Au bout du 4ème cycle de 15 minutes (t = 60 min), on aura donc 28 pg d’ADN.  

Au bout du 5ème cycle de 15 minutes (t = 75 min), on aura donc 56 pg d’ADN. 

Au bout du 6ème cycle de 15 minutes (t = 90 min), on aura donc 112 pg d’ADN. 

Au bout du 7ème cycle de 15 minutes (t = 105 min), on aura donc 224 pg d’ADN. 

Au bout du 8ème cycle de 15 minutes (t = 120 min), on aura donc 448 pg d’ADN. 

Au bout du 9ème cycle de 15 minutes (t = 135 min), on aura donc 896 pg d’ADN. 

Au bout du 10ème cycle de 15 minutes (t = 150 min), on aura donc 1 792 pg d’ADN. 

Il faudra donc 10 cycles de PCR, pour une durée de 150 minutes ou 2h30, pour dépasser le seuil de sensibilité afin de détecter l’ADN récolté dans une seule cellule.