Transcription textuelle

Transcription texte de la simulation interactive “Le flux de l’information génétique“ / Production CNDP
« Le flux de l’information génétique »
Simulation interactive / Production: CNDP (2011)
http://www.evolution-of-life.com/fr/explorer/simulation/fiche/the-flow-of-genetic-information.html
Crédits
Scénario, animation & réalisation : Yannick Mahé
Design & programmation : Thomas Cussonneau
Illustration : Gilles Macagno
Text : Adeline André
Expert scientifique : Pierre-Henri Gouyon
Production : CNDP (2011)
Soutenu par : VolkswagenStiftung
Introduction
La cellule est une structure traversée par des flux : flux d’énergie, flux de matière et flux
d’information. Le flux d’information a comme support premier le matériel génétique qui porte
l’information génétique. Celui-ci est constitué d’une molécule à structure relativement simple
l’ADN. En effet quatre briques unitaires sont combinées dans cette molécule.
Comment une molécule de structure a priori simple peut-elle contenir la totalité de
l’information concernant les caractères d’un individu ? Comment cette information est-elle
exprimée ?
Comment cette information est-elle conservée au cours des divisions cellulaires, qu’il
s’agisse de la mitose ou de la méiose? Des animations nous plongent et nous guident dans
ce mystère. Profitez du flux génétique qui passe et venez-y surfer !
Remarque :
Cette transcription de texte ne peut pas remplacer la simulation interactive, son objectif est
uniquement de rendre le contenu plus accessible et d’aider les enseignants utilisant la
simulation dans des pays d’autres langues que celles proposées sur le site web
www.evolution-of-life.com

Transcription texte de la simulation interactive “Le flux de l’information génétique“ / Production CNDP
Le flux intracellulaire
Cette séquence animée illustre l’organisation et l’utilisation de l’information génétique par la
cellule et les flux d’information associés. Elle permet de visualiser de manière simplifiée mais
très explicite les mécanismes de la transcription et de la traduction.
La molécule d’ADN est d’un point de vue structurel une double hélice constituée de
nucléotides et d’un point de vue fonctionnel le support de l’information génétique. Dans cette
molécule, où se situe donc l’information génétique ? Comment cette information est-elle
décryptée par la cellule ?
La cellule animale est constituée de plusieurs éléments :
Les chromosomes sont les structures qui portent l’information génétique. Un chromosome
correspond à de l’ADN associé à des protéines.
L'appareil Golgi est un organite constitué d'un empilement de "petits sacs" aplatis. Il modifie
certaines protéines et certains lipides, les trie et les adresse à leur destination.
Les mitochondries sont en quelque sorte la centrale énergétique de la cellule eucaryote.
C’est dans la mitochondrie qu’a lieu la respiration cellulaire et donc la production d'énergie.
Le noyau est l’organite contenant les chromosomes. Il est délimité par l’enveloppe nucléaire,
percée de pores et contrôlant les échanges avec le cytoplasme.
Le réticulum endoplasmique est un organite étendu dans la cellule. Il pour rôles de
modifier les protéines, de produire des macromolécules destinées aux membranes ou à la
sécrétion et de transférer des substances vers l’appareil de Golgi.
Le centrosome est constitué d’une paire de centrioles et de matériel péricentriolaire qui
jouent un rôle important dans la division cellulaire.
La membrane plasmique est la structure délimitant les domaines intra et extra cellulaire.
Elle a une perméabilité sélective, c’est-à-dire qu’elle laisse traverser certaines substances
plus facilement que d'autres.
Les lysosomes assurent la dégradation des protéines, des lipides et des polysaccharides ;
ce sont en quelque sorte les poubelles de la cellule.
Les ribosomes jouent un rôle extrêmement important dans l’assemblage des acides aminés
pour la synthèse des protéines (traduction). On les trouve soit à la surface du réticulum
endoplasmique, soit libres dans le cytoplasme.
Les chromosomes, structures portant l’information sur les caractères, sont dans le noyau de
la cellule, mais les processus vitaux, expression des caractères, ont lieu dans le
cytoplasme...
...comment l'information à propos de ces caractères est-elle transmise du noyau au
cytoplasme?
voir de plus près >

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Les chromosomes sont souvent illustrés sous leur forme condensée et dupliquée : le
chromosome métaphasique
chromatide 1 = une molécule d’ADN
chromatide 2 = une molécule d’ADN
Les chromatides 1 et 2 sont appelées des chromatides-sœurs.
centromère > relie les deux chromatides
> voir les autres formes des chromosomes
> ou voir la structure de l'ADN de plus près
Chromatine décondensée > condensation/duplication > Chromosome à deux chromatides-
sœurs reliées par le centromère > séparation > Chromosomes à une chromatide >
décondensation > Chromatine décondensée
L'ADN, molécule support de l'information génétique, se présente sous forme d'une double-
hélice...
L'ADN est constitué de quatre types de nucléotides. Un nucléotide est toujours constitué
d’une base azotée, d’un sucre (désoxyribose) et d’un groupement phosphate.
Thymine
Adénine
Guanine
Cytosine
Les nucléotides sont liés de manière linéaire et forment ainsi une chaine.
Chaque base azotée est liée par des liaisons hydrogène à sa base complémentaire. On
obtient ainsi deux brins complémentaires. Deux couples sont complémentaires...
Thymine - Adénine
Cytosine - Guanine
liaisons hydrogène
Pour transcrire l'information, les deux brins sont séparés...
Une enzyme, l'ARN polymérase, se fixe sur un brin de l’ADN et construit avec des
nucléotides libres un brin complémentaire d’ARN…
Le brin d’ARN est libéré et le double brin d'ADN se referme…
ADN
ARN messager
Cette molécule d’ARN messager est la copie d'une partie de l’un des deux brins de la
molécule d'ADN
ADN brin codant
ADN brin transcrit
Voici quelques différences entre de l’ADN et de l’ARN

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ADN thymine, désoxyribose, double brin
ARN uracile, ribose, simple brin
Les pores nucléaires contrôlant les échanges laissent sortir les molécules d’ARN vers le
cytoplasme.
Dans le cytoplasme, les ribosomes s'associent à l'ARNm et traduisent grâce aux ARN de
transfert, la séquence de nucléotides en séquence d'acides aminés...
ARN de transfert avec son acide aminé
ARN messager
ribosome grande sous-unité
ribosome petite sous-unité
La traduction de la séquence des nucléotides en acides aminés se fait par triplets. Un triplet
de nucléotides de l’ARNm s’appelle un codon. Il code pour un et un seul acide aminé (ou
pour un codon STOP qui arrête la chaine).
La correspondance entre la composition des codons et les acides aminés s’appelle le code
génétique.
Le code génétique
Méthionine
Thréonine
Acide aspartique
Phénylalanine
Thréonine
STOP
La séquence d'acides aminés peut prendre une conformation en trois dimensions ; elle forme
ainsi une protéine.

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De cellule mère à cellule fille
Un être vivant pluricellulaire provient d’une unique cellule-œuf qui a subi de très nombreuses
divisions cellulaires. Au cours de ces divisions, la totalité de l’information génétique est non
seulement conservée mais transmise à chacune des cellules filles. Quels sont les
mécanismes permettant la conservation de l’information génétique au cours de la division
cellulaire ? Comment l’information génétique est-elle transmise de la cellule mère à ses
cellules filles ?
Découvrez dans cette animation les différentes étapes de la division cellulaire.
Cette séquence animée suit la vie d’une cellule lors d’un cycle cellulaire en détaillant la
phase S et la réplication de l’ADN ainsi que les mécanismes de la mitose. Elle permet donc
de comprendre comment l’information génétique est conservée de cellule mère à cellule fille.
Lors de la division cellulaire, le matériel génétique (support de l’information génétique) est
transmis à chacune des deux cellules filles. Celles-ci conservent alors les mêmes caractères
que la cellule mère.
Comment la transmission de la totalité des l’information génétique aux deux cellules filles
est-elle assurée ?
> voir un schéma du cycle cellulaire
> voir les évènements dynamiques au niveau de l'ADN de plus près
Cycle cellulaire
Ensemble des phases par lesquelles passe une cellule entre deux divisions
Interphase :
G1 > phase de croissance de la cellule
S > phase de réplication de l’ADN
G2 > phase de croissance de la cellule
M > mitose ou division cellulaire
Prophase > condensation des chromosomes et formation du fuseau mitotique
Prométaphase > rupture de l’enveloppe nucléaire, formation des kinétochores et capture des
microtubules kinétochoriens ; période de mobilité des chromosomes
Métaphase > alignement des chromosomes sur la plaque équatoriale
Anaphase > séparation des deux chromatides sœurs et ascension polaire ; ainsi séparation
des chromosomes en deux lots identiques
Télophase > reconstitution de l’enveloppe nucléaire et décondensation des chromosomes
Cytodiérèse > partage de la cellule en deux par mère en deux par étranglement de la cellule
mère
Interphase - phase S
C’est la phase durant laquelle l’ADN est répliqué. Au début de la phase S, chaque
chromosome est constitué d’une unique chromatide et donc d’une seule molécule d’ADN.
Chaque molécule d’ADN est ouverte et les brins complémentaires aux brins existants sont
synthétisés par des enzymes, les ADN polymérases.