Grille de correction: La correspondance entre ADN

Grille de correction: La correspondance entre ADN et séquence des acides aminés d'une protéine.
Formulez une hypothèse pour rendre compte du fait qu'une séquence de quatre types de nucléotides
sur le gène peut guider sans ambigüité la mise en place d'une séquence de 20 types d'acides aminés
dans la chaîne protéique. Argumentez en étudiant les deux séquences présentées.
barème note
Dans le tableau du document A, il y a environ 3 fois plus de nucléotides (445) que d'acides aminés
(148). Avec les 4 nucléotides ( A, C, G, T) pris 3 par 3, ils est possible de former 64 triplets de
nucléotides (appelés aussi codons), or il existe seulement 20 Acides aminés. On peut donc
logiquement penser qu'avec ces 64 triplets de nucléotides, il est possible de coder les 20 acides
aminés.
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Découpez la séquence de nucléotides en triplets , puis sélectionnez -en un par exemple CTG;
recherchez -le dans chacune des séquences présentées et relevez le ou les acides aminés qui lui
correspondent: Que constatez vous? peut-on trouver des triplets différents pour un même acide
aminé?
On constate que le triplet CTG code la leucine. Il est possible de vérifier qu'à un triplet donné ne
correspond toujours un seul acide aminé, toujours le même.. Le codage se fait donc sans ambiguïté.
Le code génétique est non ambigu ou univoque.
Par contre en examinant le tableau on constate que l'acide aminé Lys correspond aux triplets
suivants: AAA ou AAG, un même acide aminé peut donc être codé par plusieurs triplets de
nucléotides. le code génétique est dit redondant. On dit aussi quelquefois que le code génétique est
dégénéré!
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Comment expliquer l'origine de la drépanocytose?
N
ous avons vu que la drépanocytose était due au remplacement d'un acide aminé de la β globine ( la
valine de l'Hb-S remplace l'acide glutamique de la Hb-A), si l'on regarde de plus près on constate
que les séquences des gènes de l'Hb-S et de l'Hb-A sont différentes : pour l'ADN de l'Hb-A on trouve
le triplet de nucléotides GAG et pour l'ADN de l'Hb-S on trouve le triplet de nucléotides GTG, il y a
donc un nucléotide qui a été remplacé par un autre, c'est ce qu'on appelle une substitution. La
drépanocytose a donc pour origine un changement d'un nucléotide dans l'ADN, c'est une mutation.
C'est la raison pour laquelle c'est une maladie héréditaire.
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Formulez une hypothèse concernant le rôle du dernier triplet TAA du gène de la β globine. Ce codon
est utilisé pour marquer la fin de la synthèse de la protéine.
Pour la β globine le triplet TAA est le dernier triplet, et il ne code aucun acide aminé de la β
globine, si l'on regarde le code génétique on trouve STOP. Sur les 64 codons existants, 3 sont non
significatifs et correspondent, sauf exception, à des signaux de fin de traduction (ce sont les codons
STOP : TAA, TAG, TGA).
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Recherchez des arguments qui témoignent du caractère universel du code génétique.
Parmi les 5 fragments présentés, 4 correspondent à des gènes humains, le cinquième correspond à
celui d'une bactérie de l'intestin : Escherichia coli.
Or on constate que les triplets de l'ADN de la bactérie codent les mêmes acides aminés que
l'homme:
Par exemple CTG code la leucine chez l'homme et la bactérie, de même GAA code l'acide
glutamique chez l'homme et la bactérie.
Le code génétique qui est le système de codage est donc le même pour les hommes et pour cette
bactérie. En fait il est le même pour toutes les espèces vivantes sur la terre (bactéries,
champignons, plantes vertes, algues, animaux...); c'est la raison pour laquelle le code génétique est
dit universel.
Le système de codage est ainsi resté inchangé durant les milliards d'années d'évolution de la vie.
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Remarque: Ne pas confondre le programme génétique (séquence d'ADN) et le code génétique (tableau qui se
trouve dans les livres)