INTRODUCTION : La réalisation d’un phénotype passe par la synthèse d’une protéine contrôlée par l’information génétique. Or cette synthèse a lieu dans le cytoplasme cellulaire ; alors que l’information génétique est localisée dans le noyau. Comment l’information génétique de l’ADN parvientelle au cytoplasme ? Comment l’information génétique « ADN »codée en séquences de nucléotides est –elle déchiffrée dans le cytoplasme en protéine « séquences des acides amines» ? Quels sont les acteurs « organites cellulaires et moléculaire »impliqués dans l’expression de l’information génétique ? BOUKHABZA++++ABDERRAHIM ACTIVITE 1 : Expression de l’information génétique : étape de la transcription : DOC1 : Mise en évidence d’un intermédiaire entre ADN et les protéines : ARN messager : Cette expérience montre qu’il existe une molécule contenant l’uracile et qui est synthétisée dans le noyau puis se transférer vers le cytoplasme. Cette expérience a mis en évidence également que cette molécule est un acide ribonucléique (ARN) Cette molécule sert d’intermédiaire au cours de l’expression des gènes. C’est la raison pour laquelle ces ARN sont qualifiés de messagers (ARNm). ARNm : est une molécule monocaténaire (formée d’un seul brin). C’est un acide nucléique constitué d’un enchainement de nucléotides. Chaque nucléotide de l’ARN est constitué de : - Un sucre à 5 atomes de carbone : ribose, dont les atomes de carbones sont numérotés de 1’ à 5’ - Une base azotée : A ou C ou G ou U (uracile) - Un acide phosphorique DOC2 : Structure de l’ARNm : 1. Adénine Thymine Guanine Cytosine Désoxyribose Deux chaines (brins) Noyau BOUKHABZA++++ABDERRAHIM Adénine Uracile Guanine Cytosine Ribose Une chaine (brin) Noyau + Cytoplasme 2 : Hypothèse : La synthèse d’ARN nécessite la présence de la molécule d’ADN, des nucléotides et la présence des enzymes .L’ARN messager est crée par copie du l’ADN. DOC3 : Mécanisme de transcription : 1. LA TRANSCRIPTION : Le phénomène qui correspond à la synthèse d’ARNm à partir du brin transcrit de l’ADN. Il se déroule dans le noyau chez les eucaryotes grâce à une enzyme appelée ARN polymérase. Cette transcription débute là où la molécule d’ARNm est la plus courte et se termine là où la molécule d’ARNm est la plus longue. Après la transcription, l’ARN migre vers le cytoplasme à travers les pores nucléaires. 2. Les deux brins de la molécule d’ADN se séparent au niveau du gène. L’un des deux brins, appelé brin transcrit, sert de « matrice » à la synthèse d'une nouvelle chaîne. L’ARNm est formé par l’assemblage de nucléotides complémentaires du brin transcrit de l’ADN grâce à l’action de l’ARN polymérase. Il n'y pas de thymine dans la molécule d'ARN, elle est remplacée par l'uracile. ACTIVITE 2: Déchiffrage du message génétique : Le code génétique : DOC1 : Expérience de synthèse de protéine in vitro : 1. Après l’injection d’ARNm, on observe une augmentation progressive de la quantité d’acides aminés incorporés dans des protéines et une diminution progressive de la quantité d’ARNm dans le milieu. Quand la quantité d’ARNm atteint une valeur minimale la synthèse des protéines s’arrête. On déduit de cette expérience que l’ARNm intervient dans l’assemblage des acides aminés sous forme de protéines. BOUKHABZA++++ABDERRAHIM DOC2 : le code génétique : 2. a- LE CODE GENETIQUE : Est un ensemble de règles de correspondance permettant au message génétique constitué de nucléotides d'être traduit par une cellule en une chaîne polypeptidique formée d'acides aminés. b- Le code génétique se caractérise par : ▪ L’universalité : la signification des codons est la même chez tous les êtres vivants. ▪ La lecture des codons (triplets) lors de la formation des protéines (traduction) se fait dans le sens 5’ vers 3’, de façon linéaire, sans saut ni chevauchement. ▪ Sur les 64 codons trois ne code pour aucun acide aminé, ce sont les codons stop (UAA, UAG et UGA). ▪ Le code est redondant, plusieurs codons peuvent correspondre au même acide aminé. Un seul acide aminé donné peut être représenté par plusieurs codons, mais un codon ne peut coder qu’un seul acide aminé. Le décryptage du code génétique ; fig2» Après la transcription le message du gène est contenu dans l’ARNm qui passe dans le cytoplasme lieu de la synthèse des protéines. Cependant, l’ARNmest une séquence de 4 nucléotides, alors que chaque protéine est unenchainement d’acides aminés dont on dénombre 20 acides aminés différents. BOUKHABZA++++ABDERRAHIM Il est possible de désigner chaque acide aminé par un seul nucléotide (4 possibilités) ou même par une association de deux nucléotides (16 possibilités) mais cela reste insuffisant pour coder l’ensemble des 20 acides aminés. En revanche, on peut constituer 64 associations différentes formées de 3 nucléotides. Des expériences ont permis de vérifier c’est ce système de codage qui est utilisé par les cellules vivantes. Et d’autre travaux ont permis d’établir la correspondance entre les 64 triplets possibles de nucléotides (chaque triplet est nommée codon) et les 20 acides aminés existant, c’est le code génétique. ACTIVITE 3: Expression de l’information génétique : La traduction : DOC1 : Les structures cellulaires intervenant dans la traduction : 1 . La synthèse des protéines nécessite des structures appelées ribosomes. Ces derniers sont des organites cellulaires constitués de protéines (20%) et d’ARNr (80%), chaque ribosome est formé de deux sous-unités: la petite sous-unité et la grande sous-unité. Et des structures dites ARNt qui chacun lié à un acide aminé le transporte vers les ribosomes. 2. La synthèse des protéines nécessite également des molécules d’ARN appelées ARNt (ARN de transfert): chaque ARNt est spécifique d’un acide aminé bien déterminé et permet son transfert vers le ribosome. Chaque ARNt possède deux sites importants: Un site de fixation de l’acide aminé Un site appelé anticodon ; triplet de bases complémentaires à un codon de l’ARNm DOC1 : Etape de la traduction : La synthèse des protéines est appelée traduction : C’est le processus qui assure dans le cytoplasme le passage de l’ARNm à la BOUKHABZA++++ABDERRAHIM protéine. , elle se déroule en 3 étapes : initiation, élongation et terminaison. L’initiation : Le premier codon d’un gène est toujours AUG, l’ARNt initiateur, relié à la Méthionine, se fixe sur ce codon de l’ARNm. Pendant ce temps, les 2 sous-unités du ribosome viennent se fixer à l’ARNm, et le ribosome devient fonctionnel. L’élongation : Un nouvel ARNt se fixe en face du 2ème codon de l’ARNm et une liaison peptidique se forme entre les deux acides aminés successifs. L’ARNt occupant le site P est libéré dans le cytoplasme et le ribosome se décale d’un codon (Translocation) pour permettre la mise en place d’un nouvel acide aminé et ainsi de suite . La terminaison : Le ribosome arrive à un codon STOP dit aussi NON SENS (UAA, UAG, UGA) auquel ne correspond aucun acide aminé, donc aucun ARNt. Les deux sous-unités du ribosome se séparent et la chaîne protéique est libéré, la méthionine initiale est détachée, et la chaine s’enroule autour d’elle-même pour que la protéine prenne sa forme fonctionnelle. FIN DU SUJET BOUKHABZA++++ABDERRAHIM
