Fiche de révision : ADN, génome et unité du vivant

📋 Plan du Cours

1. Unité chimique du vivant
2. Nucléotides et acides nucléiques
3. ADN et ARN complémentaires
4. Dogme central et protéines
5. Gènes et expression génétique
6. Organisation et diversité des génomes
7. Séquençage et bioinformatique

📖 1. Unité chimique du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Séquence : Suite ordonnée de monomères capable de porter une information ou une fonction.
• Code génétique : La correspondance entre les séquences nucléotidiques des ADN et des ARN et les séquences d’acides aminés des protéines.

★ À maîtriser

• L’ADN est le support de l’information génétique chez tous les êtres vivants actuels.

Compléments

📌 Les acides nucléiques et les protéines sont des hétéropolymères orientés formant des séquences, présents et synthétisés chez tous les êtres vivants.

💡 Astuce mémo

Séquence = suite ordonnée de monomères ; A ≠ B

📖 2. Nucléotides et acides nucléiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Unité de base des acides nucléiques comprenant un sucre, une base azotée et un à trois groupements phosphate.

★ À maîtriser

• Les nucléotides se polymérisent par formation de liaisons phosphoester entre le C-5’-P et le C-3’-OH, puis de liaisons phosphodiesters dans le polymère.

• Les cinq bases azotées sont:
  • cytosine
  • uracile
  • thymine
  • adénine
  • guanine

Compléments

📌 L’ADN contient du 2’-désoxyribose et l’ARN contient du ribose.

💡 Astuce mémo

Une chaîne orientée 5’→3’ composée de sucres, bases et phosphates

📖 3. ADN et ARN complémentaires

★ À maîtriser

• Une séquence nucléotidique s’écrit conventionnellement dans le sens 5’ vers 3’, par exemple TGCAT.

📌 La complémentarité des bases associe l’adénine à la thymine dans l’ADN, l’adénine à l’uracile dans l’ARN et la guanine à la cytosine.

📌 L’ADN est généralement bicaténaire et organisé en double hélice, tandis que l’ARN est généralement monocaténaire.

Compléments

📌 L’ADN constitue un meilleur support de l’information génétique que l’ARN parce qu’il est bicaténaire, contient du désoxyribose et permet de détecter et corriger la désamination spontanée de la cytosine.

💡 Astuce mémo

ADN bicaténaire et stable, ARN monocaténaire et labile

📖 4. Dogme central et protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Réplication : La synthèse d’ADN à partir d’ADN, catalysée par une ADN polymérase lors de la division cellulaire.
• Traduction : La synthèse d’un peptide à partir d’un ARN messager grâce aux ribosomes et aux ARN de transfert.

★ À maîtriser

• Le dogme central décrit le transfert de l’information de l’ADN vers l’ADN par réplication, de l’ADN vers l’ARN par transcription, puis de l’ARN vers la protéine par traduction.

• Le code génétique utilise des codons de trois nucléotides, et ses 64 codons codent seulement 20 acides aminés, ce qui le rend dégénéré ou redondant.

• Les protéines sont constituées d’un ou plusieurs polymères d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et peuvent assurer des rôles enzymatiques, structuraux, de transport, de communication, de stockage et de défense.

Compléments

📌 L’ARNm est lu par les ribosomes dans le sens 5’ vers 3’ à partir du codon d’initiation AUG, qui définit le début du cadre de lecture.

💡 Astuce mémo

ADN → ARN → protéine

📖 5. Gènes et expression génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Une séquence de génome produisant un ARN fonctionnel et constituant une unité de base de l’information génétique.

★ À maîtriser

• 🔄 L’expression d’un gène suit plusieurs étapes:
  1. Fixation de l’ARN polymérase au promoteur
  2. Initiation de la transcription
  3. Progression dans l’unité de transcription
  4. Terminaison et libération de l’ARN polymérase

Compléments

• Les exemples d’ARN non codants cités sont:
  • ARN ribosomiques
  • ARN de transfert
  • micro-ARN

💡 Astuce mémo

Promoteur → transcription → traduction → protéine

📖 6. Organisation et diversité des génomes

🔑 Notions clés & Définitions

• Génome : L’ensemble du matériel génétique d’un organisme et le support de l’hérédité ; il est formé d’ADN, voire d’ARN chez certains virus.

★ À maîtriser

📌 Un génome comprend des séquences codantes, transcrites en ARN messagers puis traduites en protéines, et des séquences non codantes, non transcrites ou transcrites en ARN non traduits.

• La composition indiquée du génome humain est:
  • séquences codantes, introns compris : 59 %
  • séquences non codantes uniques : 15 %
  • séquences non codantes répétées : 26 %

Compléments

• Les tailles de génomes citées sont:
  • Mycoplasma genitalium : 0,6 Mpb
  • Escherichia coli : 4,7 Mpb
  • Saccharomyces cerevisiae : 14 Mpb
  • Drosophila melanogaster : 144 Mpb
  • Homo sapiens : 3 200 Mpb
  • Picea glauca : 25 000 Mpb

💡 Astuce mémo

Séquences codantes versus séquences non codantes

📖 7. Séquençage et bioinformatique

★ À maîtriser

• La connaissance du génome d’une espèce se construit par le séquençage progressif d’un grand nombre d’individus de cette même espèce.

Compléments

• Les méthodes de séquençage de nouvelle génération et la méthode nanopore sont mobilisées pour étudier les génomes.

• La connaissance et l’annotation du génome nécessitent la bioinformatique.

• Le coût moyen du séquençage d’un génome humain a diminué au fil du temps, passant dans le graphique présenté d’environ 100 millions de dollars à environ 1 000 dollars.

💡 Astuce mémo

Séquençage massif → connaissance progressive du génome

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison entre ADN et ARN