Fiche de révision : Expression de l’information génétique

📋 Plan du Cours

1. Structure et diversité des protéines
2. Gènes, enzymes et phénotypes
3. Acteurs de la synthèse protéique
4. Transcription de l’ADN en ARNm
5. Code génétique et codons
6. Étapes de la traduction
7. Protéines et phénotype

📖 1. Structure et diversité des protéines

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Macromolécule constituée d’un grand nombre d’acides aminés.

★ À maîtriser

• Dans la nature, il existe 20 acides aminés, composés de carbone, d’hydrogène, d’oxygène et d’azote, auxquels peuvent s’ajouter le soufre ou le phosphore.

• Les protéines se distinguent par le nombre et l’ordre d’enchaînement de leurs acides aminés, leur forme dans l’espace et leurs fonctions.

• Dans un polypeptide, une liaison peptidique se forme entre le groupement carboxyle d’un acide aminé et le groupement amine d’un autre, avec intervention d’une enzyme et consommation d’énergie.

Compléments

• L’hydrolyse de l’ovalbumine produit des molécules de plus en plus petites, d’abord des polypeptides, puis des acides aminés non hydrolysables, unités structurales des protides.

📖 2. Gènes, enzymes et phénotypes

★ À maîtriser

• L’information génétique contrôle la synthèse d’une enzyme, laquelle permet une réaction biochimique déterminant un phénotype.

📌 Une mutation du gène de la tyrosinase peut empêcher la production d’une tyrosinase fonctionnelle et provoquer l’albinisme, tandis qu’une mutation du gène de la phénylalanine hydroxylase inactive cette enzyme et provoque la phénylcétonurie.

• Dans la phénylcétonurie, l’inactivation de la phénylalanine hydroxylase bloque la transformation de la phénylalanine en tyrosine; la phénylalanine s’accumule et se transforme en acide phénylcétonurique, provoquant une déficience intellectuelle.

Compléments

• Le phénotype de la drépanocytose est lié à une modification de la structure de l’hémoglobine, elle-même causée par une modification de l’information génétique.

• Dans l’albinisme, l’absence de tyrosinase fonctionnelle empêche la synthèse de mélanine et entraîne une absence de pigmentation.

• En cas de phénylcétonurie, la tyrosinase restante peut maintenir une pigmentation normale ou légèrement réduite, cette dernière pouvant survenir si l’apport alimentaire en tyrosine est insuffisant.

• L’information génétique 1 code la phénylalanine hydroxylase et la protéine E1, tandis que l’information génétique 2 code la tyrosinase et la protéine E2.

💡 Astuce mémo

Gène → enzyme → phénotype

📖 3. Acteurs de la synthèse protéique

🔑 Notions clés & Définitions

• ARN messager : Copie d’un gène de l’ADN formée dans le noyau, puis transportée vers le cytoplasme par les pores de l’enveloppe nucléaire.
• ARN de transfert : Polymère de 75 nucléotides qui porte un acide aminé et un anticodon complémentaire d’un codon de l’ARNm.

★ À maîtriser

• La synthèse des protéines a lieu dans le cytoplasme, au niveau des ribosomes, alors que l’information génétique est localisée dans le noyau.

Compléments

• Un ribosome est constitué d’une petite sous-unité et d’une grande sous-unité.

• L’ARNm est un brin unique de quelques milliers de nucléotides au maximum, contient du ribose et de l’uracile à la place de la thymine, et sa durée de vie va généralement de quelques minutes à quelques heures.

• Chez l’être humain, environ 61 ARNt différents transportent les 20 acides aminés, et le nombre d’ARNt varie selon l’espèce.

📖 4. Transcription de l’ADN en ARNm

🔑 Notions clés & Définitions

• Transcription : Copie de l’information d’un gène porté par l’ADN sous forme d’ARN, réalisée par l’ARN polymérase.

📝 Points essentiels

• La transcription comprend trois étapes : l’initiation, l’élongation et la terminaison.

📌 L’ARN transcrit est complémentaire du brin transcrit, ou matrice, et identique au brin non transcrit, ou codant, à la différence des uraciles et des riboses.

💡 Astuce mémo

Initiation → élongation → terminaison

📖 5. Code génétique et codons

★ À maîtriser

• Un codon est une séquence de trois bases successives de l’ARNm qui correspond à un acide aminé ou à un signal d’arrêt.

• Le code génétique est universel, non ambigu, redondant ou dégénéré, et non chevauchant.

• Le codon AUG initie la synthèse protéique et code la méthionine.

• Les trois codons stop sont UAA, UAG et UGA; ils ne correspondent à aucun acide aminé et commandent l’arrêt de la synthèse protéique.

Compléments

• Le code génétique utilise des codons de trois bases, car quatre bases permettent ainsi de former 64 combinaisons, couvrant les 20 acides aminés.

📖 6. Étapes de la traduction

★ À maîtriser

• La traduction se déroule dans le cytoplasme et comprend l’initiation, l’élongation et la terminaison.

Compléments

• La traduction fait intervenir plusieurs acteurs :

  • l’ARNm
  • les ribosomes
  • les ARNt
  • les acides aminés
  • l’ATP
  • des enzymes

• Pendant l’élongation, l’association codon-anticodon permet l’arrivée des acides aminés, les liaisons peptidiques unissent ces acides aminés et la translocation déplace le ribosome d’un codon à l’autre.

💡 Astuce mémo

Initiation → élongation → terminaison

📖 7. Protéines et phénotype

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Séquence de triplets de bases de l’ADN transcrite en codons d’ARNm et déterminant la synthèse d’une protéine.

★ À maîtriser

📌 Les protéines diffèrent par le nombre, la nature et l’ordre de leurs acides aminés, leur configuration spatiale et leur fonction.

• Le phénotype dépend des protéines synthétisées à partir de l’information génétique portée par les gènes.

Compléments

• Une protéine synthétisée peut être une protéine de structure, entrant dans la constitution des membranes cellulaires ou des tissus, ou une protéine de fonction, telle qu’une enzyme ou une hormone impliquée dans le métabolisme cellulaire.