CHAPITRE
Plan
1La transcription, étape précoce de l’expression d’un gène
A) Transcription de l’ADN en ARN pré-messager chez les eucaryotes
- transcription = première étape de la synthèse des protéines
- se déroule dans le noyau
- ARN pré-messager : séquence provenant d'un gène
- contrairement à l’ADN, c’est une molécule simple brin (une seule chaine)
- 4 étapes :
- ouverture de la molécule d’ADN en séparant ses 2 brins au niveau des liaisons hydrogènes (faibles)
- formation de la séquence d'ARN = ajout de ribonucléotides selon la séquence du brin transcrit d’ADN
- s'il y a un nucléotide G dans l'ADN, un ribonucléotide C est placé dans l'ARN
- s'il y a un nucléotide C dans l'ADN, un ribonucléotide G est placé dans l'ARN
- s'il y a un nucléotide A dans l'ADN, un ribonucléotide U est placé dans l'ARN
- s'il y a un nucléotide T dans l'ADN, un ribonucléotide A est placé dans l'ARN
- polymérisation des ribonucléotides entre eux afin de former la molécule d’ARN pré-messager complète
- fermeture de la molécule d'ADN
B) Épissage de l’ARN pré-messager
- maturation de l'ARN pré-messager = élimination de certains éléments (= introns) et conservation d'autres (= exons)
- se déroule dans le noyau
- mène à la formation d'un ARN messager
- à partir d’un même ARN pré-messager et selon l'épissage, formation possible de différents ARN messagers
- export de l'ARN messager obtenu du noyau vers le cytoplasme
Transition : la transcription est l’étape qui se déroule dans le noyau. Après maturation, les ARNm traversent le noyau par les pores de l’enveloppe nucléaire et exportent ainsi l’information génétique portée par l’ADN vers le cytoplasme.
2La traduction, seconde étape de l’expression d’un gène
A) L’ARN messager sert de modèle pour la synthèse d’une protéine
- traduction = production d'une protéine à partir d'un ARN messager
- elle a lieu dans le cytoplasme
- elle assure la correspondance entre l’ARN messager, séquence de nucléotides, et la protéine, séquence d’acides aminés
- processus réalisé par le ribosome selon le code génétique
- un ribosome se place le long de l’ARN messager au niveau des codons (= triplet de nucléotides)
- il glisse le long de l’ARN messager et synthétise la protéine : c’est l’élongation
B) Le code génétique, un système de correspondance entre l’ARNm et la protéine
- code génétique : associe un codon de trois nucléotides avec un unique acide aminé
- caractéristiques fondamentales du code génétique :
- universel : commun à tous les êtres vivants
- redondant : plusieurs codons peuvent correspondre au même acide aminé
- univoque : un codon correspond à un seul acide aminé
- deux types de codons non-associés à un acide aminé :
- codon initiateur = codon AUG par lequel la traduction commence toujours (chez les eucaryotes)
- codons stop = met fin à l'élongation, donc à la traduction
C) Polymérisation des acides aminés
- polymérisation = formation des liaisons peptidiques entre 2 acides aminés par le ribosome
- 1er acide aminé = méthionine correspondant au codon initiateur AUG
- assemblage des acides aminés selon la séquence en acides nucléiques de l’ARN messager
- la séquence nucléotidique (de l'ARN, donc de l'ADN et du gène) détermine la séquence peptidique de la protéine
- arrêt de la polymérisation au codon stop : la protéine est libérée
3Les différentes échelles de l’expression génétique
A) L’expression génétique à l’échelle moléculaire
- phénotype moléculaire = ensemble des protéines qui se trouvent dans une cellule
- ce phénotype dépend :
- du patrimoine génétique de la cellule : une mutation peut être à l’origine d’une protéine différente ou de l’absence d’une protéine
- ex. : dans le cas de xeroderma pigmentosum, une substition dans le gène provoque le remplacement d'une glycine par une lysine = l’enzyme de réparation de l’ADN codée par ce gène est non fonctionnelle
- de la nature des gènes qui s’expriment sous l’effet de l’influence de facteurs internes et externes variés
- du patrimoine génétique de la cellule : une mutation peut être à l’origine d’une protéine différente ou de l’absence d’une protéine
B) L’expression génétique à l’échelle cellulaire
- ex. : xeroderma pigmentosum
- mutation génétique menant à une enzyme de réparation de l'ADN non fonctionnelle = phénotype moléculaire
- des cellules cancéreuses apparaissent = phénotype cellulaire
- emboitement des différentes échelles de phénotypes : le phénotype cellulaire dépend du phénotype moléculaire
C) L’expression génétique à l’échelle macroscopique
- ex. : xeroderma pigmentosum
- présence de nombreuses cellules cancéreuses = phénotype cellulaire
- malade présentant des cancers de la peau, des glaucomes, etc. = phénotype macroscopique
- emboitement des différentes échelles de phénotypes : le phénotype macroscopique dépend du phénotype cellulaire
Bilan : comme une cellule eucaryote est compartimentée, transcription et traduction n’ont pas lieu au même endroit. L’expression du patrimoine génétique se déroule en 3 phases : transcription dans le noyau, maturation de l’ARN pré-messager puis traduction de l’ARN messager en une protéine. Toute expression génétique s’exprime à des échelles qui sont interdépendantes. Attention, une échelle de phénotype n'est pas entièrement déterminée par le phénotype à un échelle plus basse : il faut aussi prendre en compte l'environnement dans lequel s'exprime ces phénotypes.
Utilisation des cookies
Lors de votre navigation sur ce site, des cookies nécessaires au bon fonctionnement et exemptés de consentement sont déposés.