Chap 5-1ere S L`EXPRESSION DU PATRIMOINE GENETIQUE

Chap 5-1ere S
L’EXPRESSION DU PATRIMOINE GENETIQUE
Chaque individu est unique, il possède ses propres caractéristiques : couleur des yeux, couleur de la peau, couleur des cheveux, taille….
Chaque caractère est déterminé dès la fécondation par le patrimoine génétique hérité de nos parents.
Problème :
Comment les gènes déterminent-ils la réalisation des caractères héréditaires ?
I-
UNE CORRESPONDANCE ENTRE ADN ET PROTEINE :
Recenser, extraire et exploiter des informations permettant de caractériser les protéines comme expression primaire de l’information
génétique - Pratiquer une démarche scientifique, extraire des informations à partir d’observations et de documents, organiser ces
informations, communiquer par écrit
Expérience historique :
Structure des protéines : document 1 p 52
Un gène est une unité d’information sur l’ADN qui permet la synthèse d’une protéine : la séquence nucléotidique du gène conditionne la
séquence en acides aminés de la protéine codée.
Pb : Comment s’effectue la transformation du gène en protéine ?
II- DU GENE A LA PROTEINE :
Pb : Où est localisée dans la cellule la synthèse des protéines ?
A- Localisation de la synthèse des protéines dans la cellule :
Recenser, extraire et organiser des informations.
Les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme ; or, l’information génétique des cellules eucaryotes est nucléaire.
Pb : Comment l’information génétique contenue dans l’ADN peut-elle conduire à l’assemblage d’acides aminés ordonnés dans le
cytoplasme ?
B- Un intermédiaire entre l’ADN et la protéine :
Mettre en œuvre une méthode (démarche historique) et une utilisation de logiciels et/ou une pratique documentaire permettant
d’approcher le mécanisme de la transcription.
1. Expérience historique :
Pratiquer une démarche scientifique : exploiter des résultats expérimentaux et raisonner avec rigueur - Extraire des informations d’une
capture de logiciel légendée et pratiquer une démarche scientifique - exploiter des résultats expérimentaux, raisonner avec rigueur
2. L’ARN messager intermédiaire entre le noyau et le cytoplasme des cellules :
Livre p 54-55
Mettre en œuvre une méthode (démarche historique) et/ou une utilisation de logiciels et/ou une pratique documentaire permettant
d’approcher le mécanisme de la transcription, et de la traduction.
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3. La transcription : de l’ADN à l’ARN :
Utiliser des logiciels permettant d’approcher le mécanisme de transcription.


Activité logiciel ADN- ARN :
Comparaison de séquences avec anagène :
L'ARN messager (ARNm) est une molécule qui sert d'intermédiaire entre le noyau et le cytoplasme. Elle est
comparable à l'ADN avec quelques différences:
- le sucre est du ribose (C5H10O5),
- la base azotée thymine (T) est remplacée par l'uracile (U),
- la molécule n'est formée que d'une seule chaîne de nucléotides,
- la longueur de la molécule est nettement plus faible que celle de l'ADN, car elle n'en représente que la copie d'un seul
gène (masse molaire: entre 25 000 et 500 000).
- la durée de vie de l'ARN est très courte (quelques minutes à quelques dizaines de minutes).

Etapes de la transcription :
Le passage ADN → ARN m est appelé trancription
La transcription nucléaire consiste à "copier" une portion d'ADN en une information identique sous forme d'ARNm.
Cette opération s'effectue dans le noyau:
- ouverture et déroulement d'une portion de la double hélice
- synthèse d'un brin d'ARNm à partir du brin transcrit de l'ADN, grâce à un complexe enzymatique: l'ARN-polymérase,
qui incorpore des nucléotides par complémentarité A-U, C-G, T-A, G-C. Plusieurs ARN-polymérases se succèdent le
long de l'ARNm, engendrant une amplification de la transcription. Des signaux existent sur l'ADN, qui assure une
régulation de l'expression des gènes.
Pb : Comment se réalise la synthèse des protéines à partir de l’ARNm ?
C- La traduction de l’ARNm en protéine :
1. Le code génétique :
Livre p 56-57
Mettre en œuvre une méthode (démarche historique) et/ou une utilisation de logiciels et/ou une pratique documentaire permettant de
comprendre comment le code génétique a été élucidé.
L’information contenue dans la séquence de l’ARNm détermine la séquence de la protéine formée grâce à un système de correspondance
: trois nucléotides successifs forment un codon auquel correspond un acide aminé déterminé, toujours le même. Le système de
correspondance entre les codons et les acides aminés est le code génétique.
2. La traduction :
→ Exercice sur la traduction
→ livre p 58 doc 1 : les intervenants :
Mettre en œuvre une méthode (démarche historique) et/ou une utilisation de logiciels et/ou une pratique documentaire permettant
d’approcher le mécanisme de la transcription, et de la traduction.
→ Schéma traduction :
L’information portée par l’ARNm est « lue », codon après codon, par un ribosome qui associe l’acide aminé correspondant au reste de la
protéine déjà synthétisée. La traduction débute au niveau d’un codon d’initiation AUG et s’arrête après rencontre d’un codon stop. C’est
la traduction.
Pb :
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III- LA MATURATION DES ARN MESSAGERS
A- Le morcellement des gènes eucaryotes :
Livre p 60 document 1 et 2
Pb :
B- Un gène pour plusieurs protéines :
Utiliser des logiciels permettant d’approcher les mécanismes de maturation chez les eucaryotes.
→ relever les informations montrant que la complexité d’un organisme ne dépend pas du nombre de gènes qu’il possède.
La complexité d’un organisme dépend du nombre de protéines différentes qu’il est capable de produire.
Ce mécanisme est appelé épissage alternatif : il assure une grande diversité des protéines même à partir d’un petit nombre de gènes.
→ livre p 61 documents 3 et 4 : questions 3 et 4 :
L’ARNm est issu de l’épissage de l’ARN pré-messager, ce dernier résultant directement de la transcription : des séquences (les introns)
sont supprimées, tandis que les séquences restantes (les exons) sont raboutées les unes aux autres. Dans la majeure partie des cas, les
exons retenus pour former l’ARNm peuvent varier selon le contexte où le gène s’exprime, aboutissant à la formation de protéines
différentes.
→ Schéma bilan
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