Intolérance au lactose

Introduction

On cherche à expliquer comment une mutation du gène codant pour la lactase peut entraîner une intolérance au lactose, c’est-à-dire une incapacité à digérer ce sucre. Pour cela, nous allons exploiter les documents portant sur l’activité de la lactase, la mutation, les conséquences métaboliques et physiologiques.

Développement

1. La mutation modifie la structure de l’enzyme lactase

On observe dans le document 2 que l’allèle muté « l » présente un changement de codon : AAC devient UAC, ce qui remplace l’acide aminé Asn par Tyr dans la protéine.
Or je sais qu’un changement d’acide aminé peut modifier la structure tridimensionnelle d’une enzyme, car il modifie les interactions chimiques entre les acides aminés.

On peut donc en déduire que la mutation modifie la conformation du site actif, ce qui risque d’empêcher le lactose de s’y fixer correctement. Le phénotype moléculaire est donc altéré.

2. Une enzyme modifiée ne catalyse plus l’hydrolyse du lactose

On observe dans le document 3 que, lorsqu’on met du lactose* avec la lactase mutée, aucun glucose* ni galactose*, les produits normaux de l’hydrolyse, ne sont détectés. Le lactose* reste inchangé.
Or je sais que la lactase catalyse normalement la rupture du lactose en glucose et galactose.

On peut donc en déduire que la lactase mutée ne fonctionne plus, ce qui prouve que la substitution a rendu l’enzyme inactive. Le phénotype cellulaire, à savoir la capacité de digérer le lactose, est donc directement touché.

3. L’absence de digestion du lactose provoque des symptômes chez l’individu

On observe dans le document 4 que les individus ll, homozygotes pour l’allèle muté, présentent des symptômes sévères : ballonnements, diarrhée, douleurs, alors que les individus LL n’ont aucun symptôme et les Ll ont des troubles modérés.
Or je sais que le lactose non digéré passe dans le côlon où les bactéries le fermentent, produisant des gaz et provoquant des irritations.

J’en déduis donc que l’absence de lactase active entraîne l’accumulation de lactose, qui provoque les manifestations digestives observées : c’est le phénotype macroscopique de l’intolérance au lactose. Le degré des symptômes dépend de la quantité d’enzyme fonctionnelle.

4. Le fonctionnement de la lactase dépend aussi du pH et de la température

On observe dans le document 1 que la lactase est optimale à pH 6, proche du pH de l’intestin grêle. Aux pH acides ou basiques, son activité chute fortement.
Or je sais que le pH influence la conformation des protéines.

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