chap4.-information g..

Chapitre 4
L’information génétique
1. Information et protéines
2. Gènes et chromosomes
3. Les maladies génétiques
4. Les manipulations génétiques
5. La division cellulaire
6. Le cancer
7. Les virus
8. Jurassic Park ?

Chapitre 4
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Objectifs
À la fin de ce module vous serez en mesure de :
1. Expliquer pourquoi la cellule doit posséder de l’information.
2. Expliquer ce qu’est l’ADN
3. Définir les termes : gènes et chromosomes.
4. Expliquer ce que sont les maladies héréditaires.
5. Expliquer ce qu’est une mutation.
6. Expliquer le procédé permettant de transférer un gène d’un organisme à un au-
tre.
7. Décrire les transformations subies par les chromosomes lors de la division cellu-
laire.
8. Expliquer ce qu’est le cancer. Préciser la différence entre tumeur maligne et tu-
meur bénigne.
9. Énoncer les principales caractéristiques des cellules cancéreuses.
10. Décrire la structure d’un virus.
11. Expliquer le mode de reproduction des virus.
12. Expliquer la technique permettant de fabriquer un clone d’un organisme à partir
d’une de ses cellules.

1. Information et protéines
Comme nous l’avons vu au chapitre 2, les protéines sont de grosses
molécules qui remplissent une foule de fonctions différentes dans
nos cellules. Les enzymes, par exemple, contrôlent toutes les réac-
tions chimiques qui se déroulent dans la cellule. Chaque protéine (et
il y en a quelque chose comme 100 000 sortes différentes) est ca-
ractérisée par les acides aminés qui la forment.
Pour vivre, une cellule doit donc pouvoir fabriquer les nombreuses
protéines dont elle a besoin (protéines de structure, hormones, pro-
téines de membrane, enzymes, transporteurs de membrane, etc.).
Cependant, pour fabriquer une protéine donnée, la cellule doit pos-
séder :
• Des acides aminés (ce sont les pièces de construction).
• L’information, la « recette », permettant d’assembler les
acides aminés dans le bon ordre. C’est-à-dire l’information
lui indiquant quels acides aminés utiliser et l’ordre dans
lequel ils doivent être liés les uns aux autres pour former la
protéine.
Le lysozyme, par exemple, est une protéine (une enzyme plus
précisément) formée par l’enchaînement les uns aux autres de
126 acides aminés. Le premier de ces acides aminés est la lysine
(Lys), le second, la valine (Val), le troisième, la phénylalanine
(Phe) et ainsi de suite jusqu’au dernier acide aminé, le 126e qui
est la leucine (Leu). La moindre erreur dans l’assemblage des
acides aminés, la moindre « faute d’orthographe », risque de ren-
dre la protéine non fonctionnelle. Si c’est une enzyme, celle-ci
peut alors perdre son pouvoir de catalyser une réaction chimique
importante pour la cellule.
Où sont donc ces « recettes »? La question a embêté les biologistes
pendant près de 50 ans. On sait, depuis les années 40, que c’est
l’ADN contenu dans le noyau qui indique à la cellule comment fa-
briquer toutes les protéines qu’elle doit synthétiser. Pour chacune
des milliers de protéines fabriquées par une cellule, il y a, dans le
noyau de la cellule, l’information, « la recette », permettant de fa-
briquer cette protéine.
Le noyau des cellules humaines
contiendrait ainsi, sous forme
d’ADN, environ 30 à 50 000 recettes
différentes de protéines. On appelle
« gène » chacune de ces recettes.

Chapitre 4
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2. Gènes et chromosomes
L’ADN est un polymère, c’est-à-dire une molécule formée de
l’union, les unes aux autres, de molécules plus petites appelées nu-
cléotides.
Il y a, dans l’ADN, quatre sortes de nucléotides que les chimistes
désignent par les A, T, C et G.
A pour adénine
T pour thymine
C pour cytosine
G pour guanine
Chaque molécule d’ADN présente dans le noyau de nos cellules est
constituée d’une longue, une très longue, une très, très longue suc-
cession de nucléotides. Quelque chose comme :
A-A-T-C-C-G-C-T-T-A-G-G-C-T-A-C-T-G-C-C-G-A-C….
En fait, la structure de l’ADN est un peu plus complexe que ça.
Pour une description plus précise de cette structure, voir le site
web du cours à:
http://www.dgpc.ulaval.ca/bio90192/chap4/adn.htm
Le noyau d’une cellule ne contient pas beaucoup de molécules
d’ADN, 46 molécules très précisément dans le cas des cellules hu-
maines. Mais attention, chacune de ces molécules peut contenir
plusieurs centaines de millions de nucléotides liés les uns aux
autres. Chacune de ces molécules ne mesure que 2 nm de large
(deux millièmes de micromètre), mais peut atteindre plusieurs cen-
timètres de longueur. Mises « bout à bout », les 46 molécules
d’ADN du noyau d’une cellule humaine formeraient un long fil
d’environ deux mètres de longueur.
Chaque molécule d’ADN ressemble donc à un long et très, très
mince fil. À l’échelle de la cellule illustrée à la fin du premier cha-
pitre (la cellule de la taille d’un immeuble de six logements), cha-
cune des 46 molécules d’ADN du noyau ressemblerait à une fi-
celle d’environ 2 mm de diamètre par 2 Km de longueur.

L’information génétique
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Dans la cellule, chaque molécule d’ADN est associée à des protéi-
nes autour desquelles elle s’enroule. Une telle molécule d’ADN est
appelée chromosome.
Un chromosome, c’est une des 46 molécules
d’ADN présente dans le noyau de nos cellules
Le nombre de chromosomes par cellule peut varier selon l’espèce.
Ex.
Pois..............14 Chien.................... 78
Maïs .............20 Chat...................... 38
Drosophile.....8 Chimpanzé .......... 48
Rat................42 Humain................. 46
Les bactéries ne contiennent par contre qu'un seul chromosome. Ci-
dessous, on peut observer le chromosome d’une bactérie vu au mi-
croscope électronique. On a fait éclater la cellule et son chromo-
some s’est répandu tout autour. Ce qui ressemble à un plat de spa-
ghetti renversé n’est en fait qu’une seule molécule d’ADN formée
d’environ 3 millions de nucléotides. Il y a, dans ce long fil, toutes
les recettes des quelques 2 000 protéines différentes que peut fabri-
quer cette bactérie. Un chromosome humain serait beaucoup plus
long.
Chaque chromosome peut être divisé en segments correspondant
chacun à une « recette » de protéine. Chacun de ces segments cor-
respondant à une recette complète s’appelle un gène.
Un chromosome
=
une molécule complète d’ADN
Un gène
=
un bout de chromosome corres-
pondant à une recette de protéine.