Fiche de révision : Expression des gènes et hérédité

📋 Plan du Cours

1. Organisation du chromosome
2. Structure de l’ADN
3. Cycle et division cellulaire
4. Code génétique et traduction
5. Transcription de l’ADN en ARNm
6. Traduction de l’ARNm en protéine
7. Chromosomes et notions génétiques
8. Modes de transmission héréditaire

📖 1. Organisation du chromosome

★ À maîtriser

📌 La chromatine correspond à l’ADN sous une forme décondensée, tandis que le chromosome correspond à son état condensé.

Compléments

• L’organisation présentée va du plus grand au plus petit : la cellule, le noyau, le chromosome, la chromatide, la chromatine, le nucléofilament, le nucléosome, les histones, l’ADN, constitué de paires de bases et de nucléotides

• Un chromosome possède notamment des chromatides, un centromère et des télomères.

📖 2. Structure de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Molécule en double hélice formée de deux chaînes de nucléotides.
• Nucléotide : Constitué d’un phosphate, d’un désoxyribose et d’une base azotée.
• Polymère : Un polymère est un enchaînement de monomères ; un brin d’ADN est un polymère de nucléotides.

★ À maîtriser

• Les bases azotées de l’ADN sont :
  • l’adénine, qui s’apparie avec la thymine
  • la thymine, qui s’apparie avec l’adénine
  • la guanine, qui s’apparie avec la cytosine
  • la cytosine, qui s’apparie avec la guanine

Compléments

• La lecture d’un brin d’ADN s’effectue toujours dans le sens 5’ vers 3’.

• Le brin complémentaire de 5’ TTCGAAGCATGCCA 3’ est AAGCTTCGTACGGT.

📖 3. Cycle et division cellulaire

🔑 Notions clés & Définitions

• Cycle cellulaire : Ensemble des étapes allant de la naissance d’une cellule à sa division en deux cellules filles.

★ À maîtriser

• Le cycle cellulaire suit l’ordre G1, S, G2 puis M, avant le retour à G1.

• Pendant la phase S, l’ADN est répliqué et la quantité d’ADN par cellule double ; les chromosomes passent d’une chromatide à deux chromatides.

• 🔄 La mitose comprend les phases suivantes : prophase, métaphase, anaphase, télophase, séparation des chromatides au niveau des centromères, répartition égale dans les deux cellules filles

📌 Pendant l’interphase, la chromatine est décompactée, les chromosomes ne sont pas visibles et l’information génétique est accessible ; pendant la mitose, la chromatine est compactée, les chromosomes sont visibles et l’information génétique est protégée.

Compléments

• Après la mitose, les deux cellules filles sont génétiquement identiques.

• Avant la réplication, un chromosome possède une chromatide ; après réplication, il en possède deux, puis il retrouve une seule chromatide après la mitose et la séparation des cellules filles.

• La division cellulaire contribue au renouvellement des tissus et à la croissance de l’individu.

💡 Astuce mémo

G1 → S → G2 → M : la réplication en S précède la mitose.

📖 4. Code génétique et traduction

🔑 Notions clés & Définitions

• Codon : Triplet de nucléotides de l’ARNm.

★ À maîtriser

• Le codon d’initiation correspond à la méthionine.

• Les codons d’arrêt de la synthèse protéique sont :

  • UAA
  • UAG
  • UGA

• Lors de la traduction, la lecture des codons de l’ARNm permet de faire correspondre chaque codon à un acide aminé de la protéine en formation.

Compléments

• Le fragment d’ARNm ACUCCUGAGGAGAAC code la séquence polypeptidique Thr–Pro–Glu–Glu–Asn, tandis que les acides aminés 4 à 8 de la globine β de l’hémoglobine sont Thr–Pro–Glu–Glu–Lys.

📖 5. Transcription de l’ADN en ARNm

★ À maîtriser

• Lors de la transcription, l’ARN polymérase utilise un brin transcrit de l’ADN pour produire un ARNm dans le noyau, puis l’ARNm passe dans le cytoplasme.

📌 L’ADN est une molécule bicaténaire formée de deux brins et contenant les bases A, C, G et T, tandis que l’ARNm est monocaténaire et contient les bases A, C, G et U.

Compléments

• L’ARNm signifie acide ribonucléique messager et sert d’intermédiaire entre l’ADN et la synthèse des protéines.

• La séquence du brin transcrit permet de déterminer celle de l’ARNm par complémentarité des bases azotées.

📖 6. Traduction de l’ARNm en protéine

★ À maîtriser

• Lors de la traduction, un ribosome lit les codons de l’ARNm et les met en correspondance avec les acides aminés apportés par les ARN de transfert, qui s’assemblent en chaîne polypeptidique par des liaisons peptidiques.

Compléments

• Les codons correspondent respectivement aux acides aminés suivants :

  • CCC : proline
  • GAU : acide aspartique
  • UCA : sérine

• Les codons CUC et CUA correspondent tous deux à la leucine, ce qui illustre la redondance du code génétique.

• Les codons d’arrêt de la synthèse protéique sont :

  • UAA
  • UAG
  • UGA

• La traduction du fragment d’ARNm ACUCCUGAGGAGAAC donne la séquence polypeptidique Thr–Pro–Glu–Glu–Asn, tandis que les acides aminés 4 à 8 de la globine β sont Thr–Pro–Glu–Glu–Lys.

📖 7. Chromosomes et notions génétiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Portion d’ADN qui détermine ou transmet un caractère et qui occupe un locus sur un chromosome.
• Génotype : Ensemble des allèles d’un individu pour un gène donné, écrit conventionnellement entre parenthèses.
• Phénotype : Ensemble des caractères qui s’expriment chez un individu, écrit conventionnellement entre crochets.
• Allèle : Forme d’expression d’un gène portée par un chromosome.

★ À maîtriser

• L’être humain possède 23 paires de chromosomes : 22 paires d’autosomes et une paire de gonosomes, XX chez la femme et XY chez l’homme.

Compléments

• Un individu homozygote possède deux allèles identiques pour un gène, tandis qu’un individu hétérozygote possède deux allèles différents.

• Un allèle récessif est représenté par une lettre minuscule, un allèle dominant par une majuscule et deux allèles codominants par deux majuscules.

• Un individu qui exprime un phénotype récessif est homozygote pour l’allèle récessif, tandis qu’un individu qui exprime un phénotype dominant peut être homozygote ou hétérozygote.

📖 8. Modes de transmission héréditaire

★ À maîtriser

• Un caractère autosomique est porté par un autosome et ne présente pas de différence d’expression entre les sexes, tandis qu’un caractère gonosomique est porté par un gonosome et peut différer selon le sexe.

• Pour un caractère récessif lié au chromosome X, les hommes porteurs expriment l’allèle, tandis que seules les femmes homozygotes l’expriment, ce qui explique que davantage d’hommes soient touchés.

• Un caractère porté par le chromosome Y ne s’exprime que chez les hommes et se transmet systématiquement de père en fils, sans distinction de dominance ou de récessivité.

Compléments

📌 Pour un caractère autosomique dominant, deux parents qui expriment le caractère peuvent avoir un enfant qui ne l’exprime pas, mais un individu atteint doit avoir un parent atteint.

📌 Pour un caractère récessif lié au chromosome X, une fille qui exprime l’allèle d’intérêt doit avoir un père porteur qui exprime le caractère, tandis qu’un fils peut exprimer cet allèle même si son père n’est pas porteur.

• Le génotype d’un caractère autosomique ne fait pas apparaître les gonosomes, tandis que celui d’un caractère lié à X ou à Y doit les faire apparaître.

💡 Astuce mémo

Autosome : pas de différence entre les sexes ; gonosome : transmission liée au sexe.