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Super-Héros : Mythe ou Réalité ?

Elèves de 1èreS, nous vous présentons notre travail dans le cadre des épreuves de TPE 2014.

3- Les 4 Fantastiques

Publié le 16 Janvier 2014 par PremièreS in Radiations

Qui sont-ils ?

      Les 4 Fantastiques sont un petit groupe très fermé de super-héros composé d'une femme et trois hommes, groupe déjà formé avant l'acquisition de leurs pouvoirs. Ce qui les distingue des autres super héros est le fait que leur identité soit connue de tous.

 

Quels sont leurs pouvoirs ?

      Ces quatre jeunes gens acquirent leurs pouvoirs à la suite d'une pluie de rayons cosmiques. Chacun a sa propre particularité : l'élasticité extrême du corps pour l'un, l'invisibilité pour la femme, la capacité à créer une boule de feu pour un autre et, pour le dernier, l'apparence et la force d'une pierre.

 

Et en vrai... ?

      Il semblerait donc que les rayons cosmiques soient la cause des mutations. Mais ils ne sont pas les seuls rayons existants, en voici les 3 types :

      - Les rayons X : forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence, dont la longueur d'onde comprise entre 0,01et 10 nm. Utilisés pour l'imagerie médicale, à faible dose il n'ont pas de grandes conséquences. En revanche, pendant une exposition prolongée, ils peuvent conduire à des brûlures, ou encore à des cancers.

 

 

      - Les rayons Gamma : forme de rayonnement électromagnétique produit lors du passage de l'état excité à l'état fondamental du noyau d'un atome, ils sont constitués de photons (particules de lumière). Émis par les matières radioactives, les rayons gamma endommagent les cellules et entraînent des malformations.

 

 

      - Les rayons cosmiques : flot de particules et de noyaux atomiques en provenance du milieu interstellaire. Lorsque ces éléments entrent dans l'atmosphère, ils peuvent nous atteindre et interagir avec notre ADN. Quant à l'environnement, ces rayons peuvent  pénétrer profondément les sol et sous-sols planétaires.

 

 

Comment faire ?

• Il va de soi que les pouvoirs de ces héros ne sont absolument pas supportables par l'organisme : aucun matériau organique ne résiste au feu ; il est possible de dépigmenter des tissus mais pas de les rendre translucides ; pour qu'un corps aie une élasticité égale à celle du latex, il lui faudrait des tissus de composition semblable que celle de cette matière mais ne pas avoir de structure squelettique, ce qui empêcherait la tenue du corps. Enfin, il est possible de développer une force supérieure à la normale, mais les tissus n'en restent pas moins destructibles.

      Si ces capacités précises ne peuvent être réalisables par l'Homme, voyons cependant ce que peuvent engendrer de telles irradations, et de quelle manière.

• Compte tenu des différentes sortes de rayons existants et de leurs conséquences respectives, comme nous le montre le document ci-dessous, nous pouvons remarquer que seuls les rayons cosmiques et les rayons gammas peuvent, en effet, avoir des répercussions sur l’organisme humain.

 

 

Les rayons Gamma

Longueur d'onde : 10pm (= 0,01nm)

     

      Dû à leur forte pénétration tissulaire, les rayons Gamma sont utilisés dans le domaine médical pour la stérilisation suivant la méthode de ionisation (création d'atomes ou de parties de molécule chargés positivement ou négativement), la radiothérapie, le CT Scan (appareil permettant de radiographier le cerveau) et la guérison de certains cancers grâce aux "Gamma-couteaux" (faisceaux concentrés et ciblés de rayons Gamma sur la lésion) ; même si les rayons Gamma ont eux-même des propriétés cancéreuses !

Les rayons Gamma sont utilisés pour des changements moléculaires, notamment transformer le blanc topaze en bleu topaze (pierres semi-précieuses).

      A trop forte dose, incontrôlée, ils peuvent entraîner des altérations de l’ADN, en interférant avec le matériel génétique de la cellule. Les cassures des doubles-hélisses de l’ADN sont généralement les lésions les plus répandues dans des cas de cancers ou maladies héréditaires causés par les rayonnements ionisants.

 

Les rayons cosmiques

Longueur d'onde : 1030 Hz (Hertz)

 

      Nous avons vu que les rayons cosmiques pouvaient interagir avec notre ADN, et ainsi modifier notre organisme. Invisibles pour l'oeil, leurs effets ne sont pas immédiats.

     Des études de la NASA ont montré que ce type de rayons entraîne une ionisation des systèmes biologiques*. Les astronautes de la NASA en ont ainsi fait les frais. Parmis ces hommes de l’espace, certains touchés par les rayons voyaient des sortes d’éclairs. Les études ont par la suite révélé que les rayons cosmiques entraînaient une rupture de l’ADN et l’endommagaient. Ces rayons ionisants peuvent alors entraîner une opacification du cristallin (d'où les problèmes de vue), des cancers mais aussi des effets sur notre cerveau.  En outre, les rayons entreraient dans la cellule comme une balle et endommageraient le noyau des cellules, donc l’ADN.

 

 

      La première victime des rayonnements ionisants est la partie la plus fragile de la cellule, le noyau. Ils modifient les molécules en brisant des liaisons chimiques, et peuvent aussi briser l’un des brins de la double hélice de l’ADN, voire les deux, ou les liaisons entre les deux brins.

     La cellule, normalement, auto-répare la totalité des lésions. Mais dans le cas contraire, si elle ne provoque pas sa mort appelée apoptose, elle se réplique et la mutation se généralise.

 

• Les rayons Gamma et les rayons cosmiques, tous deux ionisants, étant des agents mutagènes (comme les UV et la radioactivité), peuvent endommager la molécule d'ADN en dehors de la réplication. Si l'irradation est externe, elle touche alors l'ensemble de l'organisme, car elle ne peut être ciblée, sauf intentionnellement, sur un organe précis. 

Voici une expérience (que nous avons réalisée en classe) prouvant l'influence des radiations sur les mutations touchant les levures, êtres unicellulaires.

 

RESULTATS D'UNE CULTURE

 

 

      Tout d'abord, nous répandons des colonies de levures rouges dans une boîte de pétri, que l'on expose ensuite aux rayons ultraviolets durant des périodes variant de 0s à 80s (en passant par 30s puis 45s). Au départ, il n'y avait quasiment que des levures rouges (98% et 2% de blanches), et à 80s d'exposition la fréquence des levures blanches a augmenté : 20% contre les 2% de départ à 0s. On remarque donc que plus le temps d'exposition des levures aux UV est long, plus la fréquence des mutations est élevée. Nous pouvons alors en déduire que les radiations d'ultraviolets influencent l'apparition de mutation.

      Aussi, on observe que le nombre total de colonies diminue au cours du temps. Des 500 colonies à 0s, il n'en reste plus que 5 à 80s. Cette forte diminution prouve la menace des radiations sur la surive d'un être vivant.

 

      Il existe différentes sortes de mutations (déletion, insertion, subsitution) pouvant mener à des modifications génétiques. Prenons l'exemple des UV : cet agent mutagène provoque des liaisons fortes entre deux thymines (nucélotide) voisines présentes sur un brin d'ADN, appelées dimères de thymine, qui perturbent la réplication de celui-ci. En effet, lorsque la protéine de réplication, l'ADN polymérase, intervient, elle se trouve face à un comportement anormal, et peut-être déréglée. Elle peut alors associer un mauvais nucléotide, et engendrer l'altération du nouvel l'ADN de synthèse par rapport aux brins parentaux. Ces modifications augmentent la fréquence des mutations. Voici le schéma d'une dimère de thymine:

 

 

 

• En somme, suivant le modèle d'apparition des mutations sur ces super-héros, il faudrait pouvoir contrôler l'irradiation d'un rayon sur l'individu, ainsi que savoir quel est l'effet d'un rayon précis (Gamma ou cosmique). Seulement, jusqu'à ce jour, seuls des effets néfastes pour l'organisme vivant sont connus.

     

• Nous savons déjà que des capacités telles que celles des 4 fantastiques sont impossible pour l'Homme. Mais en faisant fi de ce fait, se dresse de toute façon une nouvelle barrière. En effet, les pratiques de mutations volontaires ne peuvent être menées sur l'Homme, tout type de modification génétique étant strictement défendu par les lois.

      La création de super-héros tels que les 4 Fantastiques est impossible en prenant compte du problème de l'éthique.

 

 

Glossaire :

*Ionisation des systèmes biologiques : Création d'atomes ou de parties de molécules chargés positivement ou négativement, cassant les lisaisons atomiques à l'intérieur des molécules qui forment les cellules.

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A
Si vous voulez parler des 4 fantastiques, n'oublier pas de parler de la téléportation. C'est a cause de cette téléportation qu'ils ont subit des modifications .
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