Fiche de révision : ADN et expression génétique

📋 Plan du Cours

1. ADN et information génétique
2. Structure moléculaire de l’ADN
3. Organisation cellulaire de l’ADN
4. Mitose et méiose
5. Gènes et génome
6. Réplication de l’ADN
7. Transcription et maturation de l’ARN
8. Traduction et synthèse protéique

📖 1. ADN et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Macromolécule constituée d’un polymère linéaire de désoxyribonucléotides, située dans le noyau des cellules et contenant l’information génétique.

📝 Points essentiels

• L’ADN est une molécule universelle présente dans toutes les cellules vivantes.

• L’information génétique est exprimée selon la succession ADN copié en ARN par transcription puis ARN utilisé pour produire une protéine.

💡 Astuce mémo

L’ADN est un livre d’instructions présent dans les cellules.

📖 2. Structure moléculaire de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Désoxyribonucléotide : Constitué d’une base azotée, d’un pentose et d’un groupe phosphate.

📝 Points essentiels

• Les deux brins d’ADN sont antiparallèles et forment une double hélice.

• Les bases azotées de l’ADN sont:

  • l’adénine
  • la thymine
  • la cytosine
  • la guanine

📌 Dans l’ADN, l’adénine s’apparie avec la thymine et la cytosine s’apparie avec la guanine.

💡 Astuce mémo

Nucléotide = base + sucre + phosphate.

📖 3. Organisation cellulaire de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatine : Association de l’ADN et de protéines dans la cellule.

★ À maîtriser

• Lors de la division cellulaire, la chromatine se condense pour former des chromosomes.

• Chez l’humain, le génome cellulaire est organisé en 46 chromosomes répartis en 23 paires, dont 22 paires d’autosomes et une paire de chromosomes sexuels XX ou XY.

Compléments

• Chez l’humain, une cellule contient environ 2 mètres d’ADN.

💡 Astuce mémo

ADN souple → chromatine → chromosome condensé.

📖 4. Mitose et méiose

🔑 Notions clés & Définitions

• Chromatide : L’une des deux copies identiques d’un chromosome, formées après la réplication de l’ADN et reliées par un centromère avant la division cellulaire.

📝 Points essentiels

• La mitose est une division cellulaire qui produit deux cellules filles identiques possédant le même ADN que la cellule initiale.

• La mitose comprend la prophase, la métaphase, l’anaphase et la télophase, suivies de la cytocinèse.

• La méiose est une division cellulaire en deux étapes qui produit quatre cellules sexuelles appelées gamètes.

• Chaque gamète contient une seule copie de chaque chromosome.

💡 Astuce mémo

Mitose : 2 cellules identiques ; méiose : 4 gamètes différents.

📖 5. Gènes et génome

🔑 Notions clés & Définitions

• Génome : L’ensemble du matériel génétique d’un être vivant, comprenant tous les gènes et les régions non codantes de son ADN.
• Gène : Une petite portion d’ADN qui code une protéine et constitue une unité d’information génétique transmissible à la descendance.
• Allèle : Une version d’un même gène ; chez l’humain, chaque gène existe en deux copies, l’une d’origine paternelle et l’autre d’origine maternelle.
• Caryotype : La photographie de l’ensemble des chromosomes d’une cellule, classés par paires et par taille, permettant de vérifier leur nombre et leur structure.
• Mutation : Un petit changement dans l’ADN.

★ À maîtriser

📌 Un individu est homozygote lorsque ses deux allèles sont identiques et hétérozygote lorsque ses deux allèles sont différents.

Compléments

• Les gènes sont en mosaïque et comprennent des exons, qui sont des séquences exprimées, et des introns, qui sont des séquences non exprimées.

💡 Astuce mémo

Gène = portion d’ADN ; génome = totalité du matériel génétique.

📖 6. Réplication de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• Réplication semi-conservative : La réplication est semi-conservative car chaque molécule d’ADN répliquée contient un brin ancien et un brin nouveau.

★ À maîtriser

• La réplication est le mécanisme qui copie l’ADN avant la division cellulaire.

• Lors de la réplication, l’ADN s’ouvre au niveau d’une origine de réplication et des enzymes fabriquent un nouveau brin en recopiant l’ancien dans le sens 5’ → 3’.

Compléments

• Des molécules comme certains antibiotiques et anticancéreux peuvent bloquer la réplication et empêcher les cellules ou les bactéries de se multiplier.

💡 Astuce mémo

Ouverture → copie 5’→3’ → un brin ancien et un brin nouveau.

📖 7. Transcription et maturation de l’ARN

🔑 Notions clés & Définitions

• Transcription : La fabrication d’une copie d’un gène sous forme d’ARN.

★ À maîtriser

• Les principaux types d’ARN sont: l’ARNr, structure des ribosomes, l’ARNt, transport des acides aminés, l’ARNm, copie du gène utilisée pour fabriquer les protéines

• 🔄 La transcription comprend:

  1. ouverture de l’ADN au niveau d’un promoteur
  2. copie du brin matrice par l’ARN polymérase
  3. production d’un ARN simple brin

• 🔄 La maturation de l’ARNm comprend:

  1. ajout d’une coiffe 5’ m7G
  2. ajout d’une queue poly-A
  3. épissage avec retrait des introns

Compléments

• Après sa maturation, l’ARNm sort du noyau et se rend dans le cytoplasme.

💡 Astuce mémo

Promoteur → copie en ARN → coiffe, queue poly-A, épissage.

📖 8. Traduction et synthèse protéique

🔑 Notions clés & Définitions

• Traduction : La lecture de l’ARNm pour assembler des acides aminés et fabriquer une protéine.

★ À maîtriser

• Lors de la traduction, l’ARNm porte le message, le ribosome constitue l’usine de synthèse et l’ARNt apporte les acides aminés en reconnaissant les codons.

📌 Le code génétique associe un codon de trois bases à un acide aminé et comprend 64 codons possibles.

• Le codon AUG code la méthionine et marque le démarrage de la traduction, tandis que trois codons STOP marquent la fin de la protéine.

• La traduction comprend l’initiation, l’élongation et la terminaison.

Compléments

• De nombreux antibiotiques bloquent la traduction et empêchent les bactéries de fabriquer leurs protéines.

💡 Astuce mémo

Initiation → élongation → terminaison.

📊 Tableaux de synthèse

Du gène à la protéine