Leçon 2
L’expression du patrimoine génétique : de l’ADN aux protéines
Ou
du génotype au phénotype
I- La nécessité d’un messager entre l’ADN et les protéines
1- Mise en évidence
Voir atelier 1- expériences 1 et 2 ; TP2
Colle ici tes réponses aux questions posées concernant les expériences1 et 2.
Leucine (aa) radioactive Thymine (nucléotide) radioactive
Notions dégagées de l'analyse des documents :
- Les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme,
- L’ADN se trouve dans le noyau
- Il doit exister un intermédiaire entre l’ADN qui se trouve dans le noyau et le lieu de synthèse des protéines qui se trouve dans le cytoplasme.
Colle ici tes réponses aux questions posées concernant l’expérience 3
2- l’ARN : le messager
Voir atelier 1 ; TP2
Notions dégagées de l'analyse des documents :
- Les ARN sont synthétisés dans le noyau
- Ils ont la capacité de le quitter et de passer dans le cytoplasme
Bilan de l’atelier 1 du TP2
L’ARN est une molécule composée d’une séquence de nucléotides.
La structure de l’ARN diffère de celle de l’ADN sur plusieurs points :
- c’est une molécule constituée d’un seul brin
- le nucléotide thymine est remplacé par le nucléotide uracile qui s’apparie à l’adénine.
Colle ici ta capture d’écran illustrant la structure de l’ADN et de L’ARN.
L’expression de l’information génétique se fait en trois étapes : la transcription et la maturation qui se déroulent dans le noyau, la traduction qui a lieu dans le cytoplasme.
II- De l’ADN à l’ARNm
Voir atelier 2 ; TP2
1- La transcription : de l’ADN à l’ARNpm
Colle ici tes captures d'écran de comparaison des brins d'ADN et d'ARN
Notions dégagées de l'analyse des documents :
- L’ARNpm est complémentaire au brin 2 de l’ADN .: on parle de brin transcrit de l’ADN.
- La stricte complémentarité des nucléotides 2 à 2 conserve l’information génétique au niveau de l’ARNpm.
La transcription se déroule dans le noyau et se divise en plusieurs étapes :
BILAN :
Chez les eucaryotes, la transcription est la fabrication, dans le noyau, d’une molécule d’ARN pré-messager, complémentaire du brin codant de l’ADN.
2- La maturation : de l’ARNpm à l’ARNm
Expérience d’hybridation de la molécule d’ADN du gène de l’ovalbumine de poule et de son ARNm présent dans le cytoplasme.(voir TP3)
Certaines boucles de l'ADN (en rouge) ne sont pas transcrite en ARNpm (en bleu)
L’ ARNm est plus court que le gène (ADN).
Colle ici tes capture d'écran d'Anagène montrant la comparaison des séquences d'ARNpm et d'ARNm
Des séquences de nucléotides sont absentes de l’ARNm par rapport à l’ARNpm ; certaines séquences de nucléotides sont donc éliminées.
Bilan :
Après avoir été synthétisé, l’ARNpm subit une maturation dans le noyau qui consiste à éliminer des séquences non codantes appelées introns.
Les séquences codantes restantes, ou exons, sont alors liées bout à bout (épissage) de manière à former l’ARN messager (ARNm) mature.
Insère leschéma bilan des étapes de transcription et de maturation se déroulant dans le noyau
Cette troisième étape se déroule dans le cytoplasme.
1- Le code génétique
Atelier 2 TP3
1codon = 3 nucléotides
La succession des trois nucléotides code pour un acide aminé (expérience de Nirenberg)
L’unité du code génétique est le codon (triplet de nucléotides donc 64 possibilités).
A chaque codon « sens » correspond un seul acide aminé : le code n’est pas ambigu.
Un acide aminé peut être codé par des codons différents : on dit que le code génétique est redondant.
Certains codons ne codent pour aucun acide aminé : on parle de codon « non sens » ou codon « stop »
BILAN
Le code génétique est le système de correspondance mis en jeu lors de la traduction de cette information.
À quelques exceptions près, il est commun à tous les êtres vivants.
2- la traduction
Cette étape se déroule dans le cytoplasme des cellules.
Cette étape nécessite des organites spécialisés : les ribosomes (libres où fixés sur le réticulum endoplasmique : REG).
La traduction se fait en 3 étapes :
2. L’élongation : le ribosome progresse le long de l’ARNm.
À chaque codon rencontré il fait correspondre l’acide aminé correspondant (selon le code génétique).
Les acides aminés sont liés par des liaisons fortes (liaisons peptidiquess).
Plusieurs ribosomes peuvent se succéder en même temps sur même molécule d'ARNm, l’ensemble forme alors un polysome.
3. La terminaison : Parvenu à un codon STOP le ribosome se dissocie de l’ARNm et libère le polypeptide.
De 1990 à 2003, le projet Génome humain a établi la séquence complète des 3,2 milliards de paires de bases (= paires de nucléotides) de l'ADN qui constituent le génome humain.
On a ainsi pu établir que le génome humain compte environ 25 000 gènes (20 à 30 000 selon les auteurs) alors que l’on pensait jusqu’alors qu’il y avait au moins 100 000.
Après le séquençage du génome humain, la communauté scientifique internationale est maintenant engagée dans l'inventaire du protéome humain (Human Proteome Project) qui est actuellement estimé à 100 000 protéines (1 000 000 pour certains auteurs).
Le gène CGRP est situé sur le chromosome 11. Il s’exprime dans les cellules de la thyroïde où il code pour une hormone, la calcitonine, intervenant dans la régulation de la calcémie. Il s’exprime aussi dans de nombreux neurones du système nerveux central et périphérique où il code pour un neuromédiateur, le CGRP.
Calcitonine et CGRP ont des rôles physiologiques différents. C’est donc l’exemple d’un gène qui code pour deux protéines différentes suivant le type de cellules où il s’exprime.
BILAN
Les mécanismes d’épissage ne font pas toujours intervenir les mêmes exons et les mêmes introns, c’est l’épissage alternatif.
Ainsi, un même ARNpm, issu d’un seul gène, peut être à l’origine de plusieurs ARNm différents donc de plusieurs protéines différentes.
Insère ici le sernier schéma bilan.
Autre schéma bilan
