illustration P1A chap 2

La souris verte : transgenèse
prélèvement du
gène GFP
méduse
Aequorea victoria
Aequorea victoria
(http://mabryonline.org)
cellule de
méduse
micro-injection du (transgène) dans la
cellule-œuf de souris
Lucie, la souris verte de
l’Université de Limoges
« Lucie n'est pas une souris comme les
autres : chaque cellule de son organisme
fabrique une protéine fluorescente verte (
GFP : green fluorescent protein en anglais).
Cette fonction ne modifie en aucune
manière la vie de Lucie qui est sûrement la
souris la plus heureuse de toute l'Université
de Limoges. Cette propriété singulière est
mise en évidence lorsqu'on éclaire Lucie
pendant un court instant par une lampe
ultraviolette (356 nm). La peau de Lucie
apparaît alors jaune fluorescent. Ses poils
par contre qui sont des cellules mortes ne
fabriquent pas la protéine et restent donc
sombres. »
transfert dans l’oviducte d’une
femelle pseudo gestante
naissance d’une portée
3 souriceaux sont fluorescents
ADN - ARN
Sucre
Bases azotées et complémentarité
Nombre de chaînes de nucléotides
par molécule
Nombre de nucléotides par
chromosome
Localisation cellulaire
Acide DésoxyriboNucléique
(A.D.N.)
Désoxyribose
Acide RiboNucléique messager
(ARNm)
Ribose
A, T, C, G
C et G ; T et A
2 chaînes complémentaires, liées par des
liaisons H entre les bases azotées
Entre 1 et 100 millions
A, U, C, G
CàG;GàC;UàA;AàU
1 seule, complémentaire du brin transcrit de
la chaîne d'ADN
100 à 1000 nucléotides (partie codantes)
Dans le noyau
Dans le noyau et le cytoplasme
Synthèse de l’ARNm : transcription
autoradiographie d’une cellule
cultivée pendant 15 min en présence
d’un précurseur radioactif spécifique
de l’ARN, marqué au tritium.
autoradiographie d’une cellule semblable cultivée
pendant 15 min en présence du même précurseur
radioactif spécifique de l’ARN puis cultivée pendant
1,5 h sur un milieu contenant, entre autres, des
précurseurs non marqués
autoradiographie d’une cellule
semblable cultivée pendant 12 h en
présence du même précurseur
radioactif spécifique de l’ARN
1
Début de la transcription
Une molécule d’’ADN en
cours de transcription
G
C
U
G
C
U
A
Brin non transcrit
G
A
C
C
T
A
G
C
A
G
A
C
C
U
A
G
C
A
C
T
G
G
A
C
G
T
T
ADN non
transcrit
T
U
U
A
T
Brin transcrit
G
A
C
ARN m en cours
de synthèse
Sens de déplacement de
l’ARN polymérase
ARN
polymérase
(enzyme)
G
2
Progression de la
A
C
U
A
G
A
C
T
G
G
A
C
C
C
A
G
C
G
T
transcription
U
C
Nucléotides
libres
U C
C
G
Appariements
stricts des bases
azotées au niveau
de l’ADN
A
C
C
U
A
G
A
C
C
C
A
G
C
G
C
T
G
G
G
T
C
G
C
U
C
A
G
ARN m en cours de synthèse
A
U
Appariement strict
Adénine/Uracile
lors de la
synthèse de
l’ARNm
Le mécanisme de la transcription de l’ADN en
ARN messager au niveau du noyau
Code génétique
Une molécule d’ADN
Molécules d’ARNm en cours
de synthèse
Une molécule d’ADN
Fin de la
transcription
Signal fin de gène
Début de la
transcription
Signal début de
gène
Une molécule d’ARNm
petite, début de la
transcription
Enzyme : ARN Polymérase
Une enzyme se déplace sur
toute la longueur du gène et
donne naissance à un ARNm
Sens de la transcription du gène
Transcription d’un gène de l’ADN en plusieurs ARNm dans le noyau de
la cellule. Phénomène d’amplification
Une molécule
d’ARNm longue, fin
de la transcription
Synthèse de l'ARNm épissage alternatif
(Calcitonin gene related peptide)
gène CGRP
ADN
Transcription
exon 1
intron 1
exon 2
intron 2
exon 3
exon 3
exon 4
ARN pré-messager
intron 3
exon 4
intron 4
exon 5
Intron 5
Epissage
(élimination
des introns)
exon 1
exon 2
ARN messager calcitonine
Traduction
Hormone calcitonine
exon 1 exon 2
exon 3 exon 5
exon 6
ARN messager CGRP
Traduction
Neurotransmetteur CGRP
exon 6
Épissages
(biologie moléculaire du gène : Watson et Al Pearson)
Cas rare chez les eucaryotes
promoteur
Séquence d'ADN
ARN pré-messager
ARN messager
Protéine
Épissage constitutif
promoteur
25% des gènes chez l'Homme
Exon 1
Intron 1
Exon 2
Intron 2
Exon 3
Intron 3
Exon 4
Exon 1
Intron 1
Exon 2
Intron 2
Exon 3
Intron 3
Exon 4
Exon 1
Exon 2
Exon 3
Exon 4
Protéine
En moyenne
- 8 introns dans un gène humain (jusqu’à 363 exons)
- un exon = 150 pb
- un intron = 3000 pb (jusqu'à 800000 pb)
Épissage alternatif
promoteur
Exon 1
75% des gènes chez l'Homme
(40% chez la drosophile)
Exon 1
Intron 1
Exon 2
Intron 2
Exon 3
Intron 3
Exon 4
Exon 1
Intron 1
Exon 2
Intron 2
Exon 3
Intron 3
Exon 4
Exon 2
Protéine A
Exon 4
ou
Exon 1
Exon 3
Exon 4
Protéine B
- en général 2 ARNm peuvent être produits
- (un gène de drosophile codant pour les immunoglubulines code 38000 ARNm)
Les protéines sont des séquences d'acides aminés
1) Un exemple de protéine : la molécule d'hémoglobine.
L’hémoglobine est une protéine qui assure le transport du dioxygène
dans les hématies (globules rouges). Elle est formée de quatre sous
unités identiques deux à deux, les globines. Chez l’homme adulte, il
s’agit de deux chaînes alpha (en vert et bleu sur l'image) et deux
chaînes bêta (l'une en jaune et l'autre colorée par acides aminés sur
l'image). Chaque chaîne est formée d'une séquence d'acides aminés reliés entre eux par des
liaisons fortes (c'est un polymère). Par repliements successifs elle acquiert une structure
tridimensionnelle déterminée, ou conformation, grâce à des liaisons faibles, établies entre
divers acides aminés éloignés sur la molécule (que ce soit sur la même chaîne ou sur des
chaînes différentes). La fonction d'une protéine est liée à sa conformation. Traitement obtenu
avec le logiciel Rastop
DEFINITION : Une protéine est une molécule du vivant formée d’une ou plusieurs chaînes (ou
séquences) d'acides aminés. On appelle peptide un polymère de quelques acides aminés
(dipeptide formé de deux acides aminés, tripeptide de trois acides aminés, etc.) et polypeptide
un polymère formé d’un grand nombre d'acides aminés (employé très souvent comme
synonyme de protéine).
2) Les 20 acides aminés
3) Présentation moléculaire de deux acides aminés
ALANINE
PHENYLALANINE
4) Organisation d’un acide aminé
Il existe 20 acides aminés naturels différents (2). Par commodité
on les désigne par une abréviation de trois lettres ou par un
symbole constitué d'une lettre majuscule. Ils possèdent tous un
motif commun : CH + groupe carboxyle COOH + groupe amine
NH2 (3 et 4) et diffèrent par un radical R .
Deux acides aminés successifs sont reliés par une liaison forte :
la liaison peptidique.
5) La liaison peptidique