Le gène, de l`ADN aux protéines - Futura
Dossier>Legène,del'ADNauxprotéines Futura-Sciences
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proteines-1130/
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Legène,del'ADNauxprotéines
Lavied'ungène,desaduplicationàlafabricationd'uneprotéinepourlaquelleilcode,estunesuccession
d'étapescruciales.Cedossierrécapitulesimplementtoutcequ'ilfautsavoir!
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Les gènes, codés par l’ADN des chromosomes, constituent la source d’information génétique nécessaire au bon
fonctionnement des cellules et du corps humain dans son ensemble. Comprendre le codage de l’ADN est donc un
élémentimportantenmédecine.
En juin 2000, le président Bill Clinton lançait depuis la Maison Blanche une annonce qui allait révolutionner la
biologie et la médecine : la première étape du séquençage du génome humain venait de s'achever, fruit d'une
décennie de recherches menées par un consortium international. Pour la première fois, l'ensemble des gènes
constituant notre patrimoine génétique devenait accessible. Cette information couvre quelque 25.000 gènes
répartis le long de nos chromosomes. Le message qu'ils portent va servir de mode d'emploi pour fabriquer les
protéinesquiassurentlesdifférentestâchesnécessairesaubonfonctionnementdescellulesdenotrecorps.
Lamoléculed'ADN.©ClaudeSauter
Qu’estcequel’ADN?Commentseréplique-t-il?Quelestlemessageportéparlesgènes?Quellessontlesétapes
quipermettentdedécoderlegènepoursynthétiserdesmoléculescapablesd’agir?Cedossierretracelesgrandes
étapes de la vie d'un gène et en présente les principaux acteurs, c'est-à-dire les machineries moléculaires
complexes qui interviennent soit dans la transmission de l'information portée par le gène d'une cellule mère à sa
descendance,soitlorsdel'expressiondecetteinformationaucoursdelaviecellulaire.
Page2/6-L'ADN,lesupportdesgènes
13/10/2011-Par
ClaudeSauter
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Lamoléculed'ADN,structuréeenhélicedoublebrin,constituelesupportdesgènes,quinesontautres
quelasuccessiondebasesnucléotidiques.
L'ADNestcomposédequatretypesdenucléotidescomposéschacund'ungroupementphosphate(enroseet
rouge),unsucrecyclique(ledésoxyribose)etd'unebasequiestsoitl'adénine(A),lacytidine(C),laguanine
(G)oulathymine(T).Lesnucléotidespeuvents'accrocherdeuxàdeux,AavecTetCavecG,pourformerles
«barreaux»del'échelled'ADN.©ClaudeSauter,CC
La molécule d'ADN est le support de l'information génétique. La molécule d'ADN est formée de deux chaînes ou
brins.LadécouvertedecettedésormaiscélèbrearchitectureendoublehéliceparJamesWatsonetFrancisCrickil
y a 60ansavaitmarquéledébut delabiologie moléculaire.Ladéterminationdumessageporté parl'ADNhumain
depuisunedizained'annéesconstitueunenouvellerévolutionenbiologieetenmédecine.
Comprendre lecontenu et l'organisation denotrepatrimoinegénétiqueetlafaçon dont ils'exprime,constitueun
grand pas en avant dans l'étude du fonctionnement du corps humain, mais aussi de ses dysfonctionnements, et
ouvrelaporteàunethérapeutiquemoléculaireplusciblée.
Maillonsetchaîned'ADN
Un gène est une petite portion, une unité opérationnelle d'information génétique. Celle-ci est stockée dans le
noyaudescellulessousformed'acidedésoxyribonucléiqueouADN.Cettemoléculeendoublehéliceestforméede
deux chaînes constituées toutes deux d'un enchaînement de maillons appelés nucléotides. Ces nucléotides
comportent une des quatre bases qui définissent leur nom : l'adénine (A), la cytosine (C), la guanine (G) ou la
thymine(T).
C'est l'ordre de ces maillons élémentaires, ou séquences nucléotidiques, le long des chaînes qui détermine le
message codé par l'ADN. Les deux brins sont maintenus par l'interaction de couples de bases nucléotidiques, A
avecT,CavecG.Ainsilaséquenced'unbrinestditecomplémentaireàcelledel'autre,unAouunCsurunbrin
faisanttoujoursfacerespectivementàunTouunGsurl'autre.
Page3/6-Laréplicationdel'ADN
La succession des bases de l'ADN doit être recopiée de façon très fidèle lors de la multiplication des
cellules,aucoursd'unprocessusnommé«réplication».
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Lacellulerecopiesesgènesavantdesediviser.Lesdeuxbrinssontséparésetchacunestrecopiépardes
enzymesappeléesADNpolymérases.©ClaudeSauter,CC
Commentl'ADNseréplique?
Grâceàlacomplémentaritédesdeuxbrinsdel'ADN,ilestfacilepourlacellulederecopiersongénomeavantdese
diviser en deux cellules filles. Pour ce faire, les deux brins de lamolécule d'ADN sont séparés et chacun sert de
modèle pour la formation d'un nouveau brin complémentaire. Cette étape est appelée réplication de l'ADN et fait
intervenirtouteunemachineriecellulairepourouvrirl'ADN,ledérouler,lerecopier,etc.
La fabrication des nouveaux brins, appelée synthèse ou polymérisation de l'ADN, est assurée par les ADN
polymérases. Ces enzymes reconstituent la séquence complémentaire en ajoutant un A en face d'un T, un C en
face d'un G, un T en face d'un A, etc. La cellule se retrouve avec deux exemplaires de la molécule de départ
qu'ellepourrarépartirentrelesdeuxcellulesfillesenfindedivision.
La totalité des gènes d'une cellule humaine est répartie sur 46 chromosomes et représenterait, si on les mettait
bout à bout, une hélice moléculaire de près de 2 mètres de long. La cellule s'est donc dotée d'ADN polymérases
trèsefficacespourassurerunecopierapideetavecunminimumd'erreurs.
Page4/6-Latranscriptiondel'ADNenARN
Les gènes portés par l'ADN vont être codés sous une autre forme : en ARN messager, au cours d'un
processusnommé«transcription».
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Lesmoléculesd'ADNetd'ARNsontchimiquementtrèsproches,maislesecondpossèdeunoxygène
supplémentaire(enrougeàdroitedeslettres)surlessucres(riboses)quicomposentsesnucléotides(l'ADN
contientenréalitédudésoxyribose).Enoutre,lathymine(T)del'ADNestremplacéeparl'uracile(U)dans
l'ARN.©ClaudeSauter,CC
Quandl'ADNdevientARN
L'information contenue dans les gènes va servir à la fabrication de milliers de protéines qui interviennent dans le
fonctionnementdelacellule.Lapremièreétapedel'expressiond'ungèneconsisteàrecopiersoninformationsous
laformed'unemoléculetrèsprochedel'ADN,l'acideribonucléiqueouARN.
La principale différence entre ADN et ARN est la présence d'un atome d'oxygène supplémentaire sur chacun des
nucléotidesdel'ARN.Cetajoutapporteuneplusgrandeflexibilitéàl'ARN,luipermetdeserepliersurlui-mêmepour
former des hélices. Grâce à ses propriétés structurales, l'ARN adopte des formes très variées et assure une
diversité de rôles dans la c ellule. L'ADN au c ontraire est plus statique et stable, et sa fonction essentielle est le
stockage d'information sous forme d'hélice double brin. Autre changement : dans l'ARN, la thymine (T) est
remplacéeparl'uracile(U).
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Undesdeuxbrinsdel'ADN,appelélebrincodant,estrecopiéparl'ARNpolymérasesousformed'ARN
messagerquitransmettral'informationdugèneàlamachineriedesynthèseprotéique.©ClaudeSauter,CC
Lorsdelatranscriptiondugène,undesbrinsd'ADNesttranscritenséquenceARNparuncomplexed'unedouzaine
de protéines,l'ARN polymérase(lienvers animation). Cette c opie, appelée ARN messager (ARNm), est destinée à
l'usine de fabric ation des protéines et lui fournit la recette (séquence d'assemblage) de la protéine codée par le
gène.
Page5/6-Latraductiondugèneenprotéine
Le ribosome, un énorme complexe protéique, réalise la traduction de l'ARN messager en protéine,
dernièreétapepharedelaconversiondel'informationgénétiqueenoutilfonctionnel.
Lecodegénétiquepermetdecoderuntripletdebases(ducentreversl'extérieur)enunacideaminé.©DR
La lecture du message porté par l'ARNm et sa traduction sous forme de protéine sont assurées par le ribosome,
unedespluscomplexesmachinescellulaires. Leribosomeestconstituéde trois moléculesd'ARNet deplus d'une
cinquantainedeprotéines.Sonrôle est ledécodage d'uneinformation écrite avec quatrelettres –A,C, G,T de
l'ADN,puisA,C,G,Udel'ARN–versunalphabetàvingtlettres:lesvingtacidesaminéscomposantlesprotéines.
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