TP4 La traduction de l`ARNm CORRECTION L`ARNm contient donc

TP4
La traduction de l’ARNm CORRECTION
L’ARNm contient donc les informations nécessaires à la synthèse d’une protéine, mais quelle est la
correspondance entre la séquence de nucléotides de l’ARNm et la séquence d’acides aminés de la protéine.
Partie 1 : établir la correspondance : le code génétique.
Ø Parmi les hypothèses suivantes, lesquelles sont à invalider et laquelle peut-on théoriquement
retenir?
Justifier la réponse.
Hypothèse1 : un nucléotide de l’ARN code pour un acide aminé. Non, il y a 4 nucléotides et 20 AA
2
Hypothèse 2 : deux nucléotides de l’ARN codent pour un acide aminé. NON : 4 combinaisons de
nucléotides (16) possibles (2 parmi 4) pour 20 AA
3
Hypothèse 3 : trois nucléotides de l’ARN codent pour un acide aminé : 4 combinaisons (64) de
nucléotides possibles pour 20 AA : je valide cette hypothèse
Voir Aide 1
8 Vérifions : AVEC ANAGÈNE (extrait des séquences)
Brin non trans.
Brin trans.
ARN
Prot.
3 nucléotides à 1AA
Brin non trans.
ARN
Comparaison
Brin non trans.
ARN
- Un seul des brins de l’ADN est transcrit, l’ARN formé contient la séquence COMPLEMENTAIRE de ce
brin grâce à la complémentarité des nucléotides : A-U ; C-G
- L’autre bin, non transcrit porte la même séquence que le brin transcrit mais avec U à la place de T
- La conversion en protéine montre que notre hypothèse est vérifiée :
3 nucléotides = 1 CODON (ou triplet) codent pour 1 AA
ARN
AA
Exemple de correspondance
AUG
GUG
CAC
Met
Val
His
CUG
Leu
ACU
Thr
CCU
Pro
GAG
Glu
AAG
Lys
En fait, c’est en 1961 que deux biologistes, Niremberg et Matthéi ont validé l’hypothèse qu’une combinaison de 3
nucléotides code pour un acide aminé. Pour cela, ils ont synthétisé in-vitro, un ARNm uniquement composé de
nucléotides U (le poly U).
Ils ont mélangé des molécules de poly U en présence de tous les acteurs cellulaires de la synthèse protéique ainsi
qu’un seul type d’acide aminé. Dans leurs expériences, seul le mélange contenant la phénylalanine comme acide
aminé a permis la synthèse d’un polypeptide uniquement constitué d’une séquence de plusieurs phénylanines. Ils ont
ainsi démontré que le triplet UUU de l’ARNm code pour l’acide aminé phénylalanine.
Quatre ans plus tard, la signification des 63 autres triplets ou codons de nucléotides était élucidée. Elle constitue
aujourd’hui ce que l’on nomme le code génétique. (Voir aide 2)
8 Sélectionner les gènes de la ßglobine et αglobine –codant, donner le brin non codant, l’ARN puis
effectuer la traduction en utilisant le code génétique:
-
Que constatez-vous ? plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé = redondance du
code génétique
-
Comment commence et finit chaque séquence ? chaque séquence d’ARN commence par AUG,
codant pour la méthionine (« majuscule »), et finit par un codon qui ne code pour aucun acide aminé
= codon « STOP », il en existe 3. (« points »)
-
Avec les documents suivants et l’aide sur l’hémoglobine, expliquez les différences observées.
Hème Hélice Les parties de la protéine repliées en « hélice » ne sont pas
situées au même endroit : ces 2 protéines présentent des
séquences différentes à leur forme est différente et leur
fonction également
Cet exemple confirme que les protéines sont caractérisées par leur séquence qui détermine leur forme et
leur fonction
NB Attention, les protéines α et ß sont codées par 2 gènes différents, situés à 2 locus différents
- α : chromosome 16
- ß : chromosome 11
Rappel : le % élevé de similitudes entre ces molécules indique qu’elle partage un gène ancestral commun :
ces gènes constituent une famille multigénique.
Partie 2 : la localisation précise de la synthèse des protéines dans le cytoplasme.
On réalise une expérience de marquage radioactif dans une cellule de pancréas qui produit des protéines
(enzymes digestives) en grande quantité et les exporte. ON injecte des acides aminés radioactifs, à 0 minute
puis on suit l’évolution de la radioactivité.
Radioactivité au niveau du réticulum endoplasmique granulaireàvésicules à exportation par exocytose
Agrandissement = voir page suivante
En gris : les zones radioactives (= protéines)
1. Analyser les résultats : la radioactivité
apparaît au niveau du cytoplasme et plus
particulièrement au niveau de réticulum
endoplasmique granulaire (REG), puis se déplace
vers l’extérieur de la cellule grâce aux vésicules.
L’agrandissement montre que la radioactivité
représente bien les protéines synthétisées à partir
des acides aminés radioactifs au contact de l’ARN
avec l’intervention des ribosomes (organites
associés au REG)
1.3. Interprétez-les en utilisant l’aide 3, concluez : les acides aminés sont donc bien assemblés dans le
cytoplasme et plus particulièrement dans le REG grâce à l’intervention des ribosomes, au contact de l’ARN.
Plusieurs ribosomes « travaillent » en même temps sur 1 ARN et le traduisent donc a haute fréquence :
plusieurs protéines sont fabriquées à partir d’1 ARN
Bilan : de l’ADN aux protéines :
Transcription Epissage Traduction Initiation : fixation du ribosome sur « AUG » Elongation : synthèse progressive de la protéine par décodage de l’ARNm, codon par codon selon le code génétique. Terminaison : arrêt de la synthèse par encontre avec un codon « STOP »