La transcription : 1ère étape de l`expression de l`information génétique

Un ARNm est constitué d’une seule chaîne de ribonucléotides. Chaque nucléotide est composé d’un sucre,
d’un groupement phosphate et d’une base azotée (adénine A, thymine T, cytosine C, guanine G, uracile U).
Tableau comparatif des molécules d’ADN et d’ARN :
ADN
ARN
Localisation
Reste dans le noyau de la cellule
Rôle
Support de l'information génétique
Structure de la molécule
2 chaîne en double hélice (molécule
bicathénaire)
Unité constitutive
Nucléotides
Sucre de l’unité constitutive
Désoxyribose
Bases azotées de l’unité
constitutive
A (adénine) -T (thymine)
C (cytosine) - G (guanine)
Structure de l’ARN et l’ADN (à titre indicatif) :
Ribonucléotides
1) l’ADN d’un gène est transcrit en ARNm.
L’ARNm qui permet la synthèse d’une protéine donnée est synthétisé à partir du gène qui code cette
protéine : ce processus est appelé la ……………………………………. .
La transcription, qui est catalysée par un …………………………………... appelé ARN polymerase, implique :
a. l’……………………………. partielle de la double hélice d’ADN au niveau d’un gène.
b. L’ARN polymérase place en face de chaque nucléotide du brin transcrit de l’ADN un
……………………………………………………………………… d’ARN.
c.
Il s’établit des liaisons covalentes entre 2 nucléotides successifs de l’ARNm.
d. L’ARNm se détache de brin d’ADN transcrit, et les deux brins complémentaires d’ADN se
réassemblent.
La vitesse de transcription est de l’ordre de 60 nucléotides / seconde. L’ARN polymérase progresse dans un
seul sens le long du gène qui se trouve ainsi entièrement transcrit.
L’ARNm a la même séquence nucléotidique que le brin d’ADN …………………………… sauf que les bases
azotées T sont remplacées par des U et a une séquence complémentaire au brin d’ADN…………………………. .
Les ARNm ainsi produits quittent le noyau par les pores de l’enveloppe nucléaire. Une fois dans le
cytoplasme, ils seront rapidement dégradés (en quelques minutes à quelques dizaines de minutes).
ARN polymérase
5’
3’
A T
A G
T A
T
C
C
A T
G
ARNm en cours G C
de synthèse A
U
A
T
A
G A G A
T
C
T
A G G
C
C C
3’ Brin
C
C G G G G
A GC
C U T
A
U
G
AT C
C
G
d’ADN non transcrit
Brin d’ADN
U transcrit
Ribonucléotides
A
G
venant du cytoplasme
G
A
A
A UA G
T
5’
U
C
Schéma simplifié de la transcription de l’ADN
III/ La traduction : 2ème étape de l’expression de l’information génétique.
1) le code génétique.
L’ordre dans le quel s’enchaînent les nucléotides sur l’ARNm détermine l’ordre dans lequel sont associés les
………………………………………. de la protéine : une suite de 3 nucléotides (appelé …………………… ou
…………………………………..) est associé à ……………………………………………… selon le code génétique.
Le code génétique est :

Universel : …………………………………………………………………..

Non ambigu : à un codon, il ne correspond qu’un seul et unique acide aminé.

Dégénéré : un acide aminé peut être codé par plusieurs codons différents (564 codons et seulement
20 AA). Le code génétique est donc redondant.
Remarque : Le code génétique possède des codons qui ne correspondent à aucun ………………………………,
ce sont les codons « non sens » ou « stop ».
2) la traduction.
Lors
de
la
traduction,
l’enchaînement
des
nucléotides
de
l’ARNm
est
traduit
par
les
……………………………… en un enchaînement d’acides aminés grâce au ………………………………………… .
Le mécanisme de la traduction comporte :

Initiation caractérisée par la fixation d’un ribosome sur le codon ……………………………..
correspondant à la méthionine. La traduction commence toujours à ce codon initiateur.

Elongation : le ribosome se déplace (toujours dans le même sens) le long de l’ARNm. L’élongation
du polypeptide est permise par la liaison d’un nouvel acide aminé (qui correspond au codon
rencontré) à l’……………………………………………………………………. .

Terminaison : le ribosome arrive sur un codon ………………….. pour lequel ne correspond aucun
acide aminé. La synthèse du polypeptide est terminée. Le ribosome se dissocie de l’ARNm.
Plusieurs ribosomes peuvent effectuer en même temps la synthèse de protéines à partir d’un même ARNm.
Schéma de la traduction d’un ARNmessager par les ribosomes (au sein du cytoplasme)
1) INITIATION DE LA TRADUCTION
Met
Leu
AUGC U A C A G G C U U C C A A C GG C G U G UA G
2) ELONGATION DE LA PROTEINE
EN COURS DE SYNTHESE
3) TERMINAISON DE LA
TRADUCTION
Met
Met
Leu
Gln
Leu
Gln
Ala
Ser
AUGC U A C A G G C U U C C A A C GG C G U G UA G
Légendes :
Codon
d’initiation
Ala
Ser
Asn
Gly
Val
AUGC U A C A G G C U U C C A A C GG C G U G UA G
Codon
stop
ARNm A U G C U A C A G G C U U C C A A C G G C G U G U A G
codons 1
2
3
4
5
6
7
8
9
ribosome
IV/ La maturation de l’ARN pré-messager en ARN messager.
A l’issue de la transcription, l’ARN a une séquence complémentaire du gène dont il est issu : c’est un
ARN pré-messager. Dans le noyau, cet ARN va subir une ……………………… : certains fragments
appelés…………….. sont éliminés (ne servent pas à la synthèse d’une protéine) et d’autres appelés
…………………….. sont conservés et raccordés entre eux. Ce processus qui aboutit à la formation de l’ARN
messager est appelé ……………………...
Un même ARN pré-messager subit parfois des maturations différentes à l’origine de plusieurs ARNm
différents, et donc de plusieurs protéines différentes : ce phénomène est appelé …………………… (60% de nos
gènes).
Voir schéma p.61.
Conclusion :
L’expression de l’information génétique implique plusieurs étapes : transcription, épissage, traduction.
Pour certains gènes, les ARN obtenus après transcription peuvent subir des épissages alternatifs et conduire à la
production de protéines différentes.
Le génotype détermine donc le phénotype moléculaire qui influence le phénotype cellulaire dont dépend le
phénotype macroscopique.
Schéma-bilan de l’expression génétique p.63