Fiche de révision : Expression du patrimoine génétique

📋 Plan du Cours

1. Du gène au caractère phénotypique
2. Transcription de l’ADN en ARN
3. Maturation de l’ARN messager
4. Code génétique et codons
5. Traduction de l’ARN en protéine

📖 1. Du gène au caractère phénotypique

★ À maîtriser

📌 L’expression d’un gène relie un gène à une protéine, puis la protéine à un caractère phénotypique.

• Une différence d’un seul nucléotide peut modifier la protéine produite et le caractère obtenu.

Compléments

• Les travaux sur la GFP et ses modifications ont montré un lien étroit entre la séquence nucléotidique d’un gène et la séquence d’acides aminés de la protéine dont il pilote la synthèse.

• Un plasmide bactérien facilite l’introduction d’un gène dans le génome eucaryote, mais son usage n’est pas indispensable.

💡 Astuce mémo

Gène → protéine → caractère

📖 2. Transcription de l’ADN en ARN

🔑 Notions clés & Définitions

• ARN : Séquence nucléotidique monocaténaire, constituée d’une chaîne, qui se distingue de l’ADN par la présence d’uracile à la place de la thymine et de ribose à la place du désoxyribose.

★ À maîtriser

• Les travaux de Jacob, Monod et Lwoff ont montré que l’ARN peut assurer le transfert de l’information génétique du noyau vers le cytoplasme.

• Lors de la transcription, l’ARN polymérase copie uniquement le gène d’intérêt et un seul brin d’ADN, entre une zone promotrice et une zone de terminaison.

Compléments

• L’ARN constitue le patrimoine génétique de certains virus, notamment les rétrovirus ou virus à ARN.

📌 L’ARN produit est complémentaire du brin transcrit, avec l’uracile en face de l’adénine, et presque identique au brin non transcrit.

• Dans l’observation de cellules d’oignon blanc au vert de méthyl pyronine, l’ADN est coloré en bleu et l’ARN en rose.

💡 Astuce mémo

ADN nucléaire, ARN messager vers le cytoplasme

📖 3. Maturation de l’ARN messager

★ À maîtriser

📌 La maturation de l’ARN correspond au passage de l’ARN pré-messager immature à l’ARN messager mature.

• La maturation de l’ARN comprend l’excision des introns, qui sont des parties non codantes de l’ADN, puis l’épissage alternatif, qui combine les exons de façon variable.

Compléments

• Le gène de la calcitonine peut contribuer à produire la calcitonine, qui régule le taux de calcium sanguin, ou la CGRP, un médiateur chimique impliqué dans le message nerveux de la douleur.

• L’épissage alternatif permet à un patrimoine génétique humain décrit comme comportant environ 30 000 gènes de produire une grande diversité de protéines.

• La diversité des protéines produites peut notamment permettre à l’organisme de produire de nouveaux anticorps contre de nouveaux virus.

📖 4. Code génétique et codons

🔑 Notions clés & Définitions

• Redondance du code génétique : Signifie que plusieurs codons peuvent correspondre au même acide aminé.
• Cadre de lecture : Regroupement des nucléotides en triplets successifs qui détermine leur interprétation lors du codage des acides aminés.

★ À maîtriser

• Les expériences de Crick et Brenner ont montré que trois nucléotides contribuent à coder un acide aminé.

• Avec quatre lettres nucléotidiques, la formation de triplets offre 64 possibilités, alors qu’il existe 20 acides aminés.

• Le codon AUG code la méthionine et marque le début de la traduction, tandis que les codons UAA, UAG et UGA ne codent aucun acide aminé et marquent sa fin.

Compléments

• Les expériences de Nirenberg et de ses collaborateurs ont montré qu’un ARN poly A (AAAAAA) permet de synthétiser un polypeptide poly Lys composé de lysine, établissant que le codon AAA code la lysine. - Nirenberg et ses collaborateurs

📖 5. Traduction de l’ARN en protéine

★ À maîtriser

• La traduction de l’ARN messager en protéine se déroule dans le cytoplasme et est assurée par les ribosomes.

• 🔄 Le ribosome procède selon les étapes suivantes :
  1. Il se fixe à l’ARN messager au niveau du codon start
  2. Il avance de codon en codon
  3. Il assemble les acides aminés dans l’ordre indiqué par l’ARN et le code génétique jusqu’au codon stop

Compléments

• Les acides aminés utilisés lors de la traduction sont libres dans le cytoplasme.

💡 Astuce mémo

Start, lecture codon par codon, stop

📊 Tableaux de synthèse

Codons de début et de fin