Ch.3 : L`expression du patrimoine génétique L`Adn porte l`ensemble

Ch.3 : L’expression du patrimoine génétique
L’Adn porte l’ensemble des info° nécessaire à la vie cellulaire (info° génétq). Chez les organismes
eucaryotes, l’ADN est localisé ds le noyau des cellules. On compte ≈25000 gènes chez l’Homme et
davantage encore de protéine qui déterminent l’ensemble des caractères de notre espèce.
Comment l’ADN permet-il la synthèse des protéines ou comment se réalise l’expression de
l’information génétique ?
I.Les gènes contrôlent la synthèse des protéines :
1)Présentation des protéines : p.52-53
Les protéines sont des molécules organiques constituées d’une chaîne d’acides aminés (Ac Am). Il
existe 20 Ac Am ≠ ayant des propriétés chiq particulières :
Dans une protéine, les différents Ac Am sont reliés entre eux par une liaison peptidiq : -CO-NH
La séquence en Ac Am d’un peptide (>50 AcAm) est sa séquence primaire. La chaîne protéiq ne reste
pas linéaire mais se replie et acquiert une forme particulière ou structure tridimensionnelle
(=structure spatiale) qui lui confert ses propriétés.
2)Une correspondance ADN-Protéine : TP4-Act1
On a souvent constaté qu’une mutation de l’ADN modifie un Ac Am de la protéine. A une séquence
d’ADN déterminée par l’ordre et la nature des nucléotides correspond une séquence d’AcAm d’une
protéine responsable d’un caractère. Comment une protéine est-elle synthétisée à partir d’un gène ?
II.Une synthèse protéique en 2 grandes étapes :
1)la traduction de l’ADN, 1ere étape de l’expression des gènes : TP4-Act2, p.54-55
Dans le noyau, au cours de la transcripton, l’ARNmessager (ARNm) est synthétisé à partir de l’ADN.
L’ARNm ou Acide RiboNucléique messager est une petite molécule à durée de vie courte formée par
une chaîne de nucléotide. Il est constitué d’Ac phosphq (P), de ribose (sucre S) et de quatre bases
azotées (A=Adénine, U=Uracile, C=Cytosine, G=Guanine). L’ARN est synt par l’ARN polymérase. Au
niveau d’un gèbne, l’ARN-polymérase incorpore des nucléotides libres (précurseurs) prést dans le
noyau pr fabriquer l’ARN par complétté du brin de l’ADN qui a servi de modèle (=matrice  brin
transcript), il est identq à celui du brin non transcrit de l’ADN à la différence près que U de l’ARN
remplace T de l’ADN.
Plusieurs ARN-polymérase se succède le long d’un même gène permettanrt la synthèse de plusieurs
ARNm à partir d’un même gène .
Les ARNm peuvent quitter le noyau par les pores nucléaires.
2)La traduction de l’ARNm en protéine : TP4-Act3, p.56-59
La synthèse de la protéine à partir de l’ARNm ou traduction se fait dans le cyroplasme. Elle fait
intervenir un système de correspondance entre les codons (=succession de 3 nucléotides de l’ARNm)
et les AcAm : le code génétique. Il existe 64 codons ≠, 61 codons désigne un AcAm, certains AcAm
sont désignés par plusieurs codons. 3 codons arrêtent la synthèse (codon-stop/non sens) : UAA-UAGUGA. Un codon initie la synthèse, le codon AUG qui correspond à AcAM Met (=méthionine).
Les acteurs de cette synthèse, les ribosomes, petits granulés constitués de deux sous-unités
(cfdoc1p.58). Ils sont libres dans le cytoplasme ou présents à la surface du réticulum endoplasmq
granuleux. La petite sous-unité est capable de reconnaître et de se fixer à l’ARNm, la grosse sousunité réalise l’assemblage des AcAM.
Un ribosome commence la tradu° au niveau d’un codon initiateur (AUG), il se déplace le long de
l’ARNm de codon en codon, assemblant les AcAm correspondant à chaque codon en formant des
liaisons peptidiques : c’est l’élongation. Quand il arrive au niveau d’un codon-stop, il se dissocie,
libérant la protéine.
Plusieurs ribosomes effectuent la synthèse de la même protéine à partir d’un même ARNm,
l’ensemble s’appelle un polysome (doc1bp.58, schéma interprétatif doc3p.59)
III.La maturation des ARN chez les eucaryotes : p.60-61
Ds une cellule eucaryote, info° généq (IG) est formée de séquences codantes ou exons, séparée par
des séquences non codantes ou introns. Dans de nombreux cas (≈60% de nos gènes), la transcirpt
donne d’abord un ARNpré-m. Une maturation (ou épissage) assure l’élimina° des introns et la
formation d’un ARNm m « mature » à partir des exons qui migrera dans le cytoplasme. Parfois la
transcription donne directt un ARNm.
Un même ARNpré-m peut subir des maturat° ≠ et être à l’origine de plusieurs protéines ≠. Certains
exons peuvent ou pas ê retenus dans l’ARNm : c’est l’épissage alternatif (doc3p.61, le gène de la
tropomyosine permet de fabriquer 9 protéines).
Conclusion :
La synthèse d’une protéine nécessite que les acides aminés qui la constituent soient assemblés dans
un ordre précis. L’information nécessaire à cette synthèse est contenue dans un gène ; elle est codée
par la séquence des nucléotides d’un fragment d’ l’ADN des chromosomes.
L’expression de IG fait intervenir plusieurs étapes :
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Une transcription qui produit une série de copies éphémères du gène, les ARNpré-m
Une maturation (ou épissage) de l’ARN pré-m en ARNm
Une traduction au cours de laquelle l’info° apportée par chaque ARNm dans le cytoplasme est
décodée par les ribosomes qui assemblent les acides aminés et synthétisen la protéine.
Cette synthèse utilise un système de correspondance entre la séquence de nucléotides de l’ARNm et
les AcAm de la protéine : le code génét. A trois nucléotides de l’ARNm (ou codon) correspondent un
acide bien déterminé. Le code généq est le même pour tous les êtres vivants : il est universel.
Grâce à l’épissage alternatif, un gène code pour plusieurs protéines.