Fiche de révision : Génome et expression des gènes

📋 Plan du Cours

1. Organisation de l’information génétique
2. Structure et échelles cellulaires
3. Structure moléculaire de l’ADN
4. Gènes, allèles et génotype
5. Expression et spécialisation cellulaires
6. Cycle cellulaire et réplication
7. Étapes de la mitose
8. Méiose et reproduction sexuée

📖 1. Organisation de l’information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Information génétique : Ensemble du programme génétique contenu dans le noyau des cellules eucaryotes.
• Caryotype : Ensemble du nombre et de la forme des chromosomes d’une cellule ou d’un organisme, caractéristique de chaque espèce biologique.

★ À maîtriser

• Les expériences de transgénèse montrent que l’ADN est le support de l’information génétique et que son langage est universel entre les espèces.

• Le caryotype humain comprend 23 paires de chromosomes, soit 46 chromosomes, ce qui s’écrit 2n = 46.

Compléments

• Les expériences de clonage chez les Mammifères montrent que le noyau contient le programme génétique transmis à l’embryon.

💡 Astuce mémo

Noyau → ADN → chromosomes → information génétique

📖 2. Structure et échelles cellulaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule eucaryote : Possède une membrane plasmique, un cytoplasme et des organites, dont le noyau et les mitochondries, ainsi que des chloroplastes chez les végétaux.

📝 Points essentiels

• Les éléments sont classés par taille décroissante:

  • être humain
  • cœur humain
  • cellule d’élodée
  • globule rouge
  • bactérie
  • virus
  • atome d’oxygène

• Les ordres de grandeur utilisés sont:

  • 1 cm
  • 1 µm
  • 1 nm

📖 3. Structure moléculaire de l’ADN

🔑 Notions clés & Définitions

• ADN : Ou acide désoxyribonucléique, est une molécule constituée de nucléotides et support de l’information génétique.
• Nucléotide : Constitué d’un désoxyribose, d’un acide phosphorique et d’une base azotée.

📝 Points essentiels

• Les quatre bases azotées sont:

  • adénine
  • guanine
  • cytosine
  • thymine

• L’ADN possède deux brins complémentaires en double hélice, dans lesquels l’adénine s’associe toujours à la thymine et la cytosine à la guanine.

💡 Astuce mémo

A-T et G-C : les bases complémentaires

📖 4. Gènes, allèles et génotype

🔑 Notions clés & Définitions

• Gène : Portion d’ADN portant une information génétique codée par une séquence ordonnée de nucléotides et gouvernant la fabrication d’une protéine précise.
• Allèle : Version différente d’un même gène, caractérisée par une séquence de nucléotides différente et codant une protéine caractéristique.
• Génotype : Ensemble des allèles présents dans ses cellules.

📝 Points essentiels

• Le gène des groupes sanguins ABO, situé sur la paire de chromosomes n°9, possède les trois allèles A, B et O.

💡 Astuce mémo

Gène = information ; allèle = version du gène

📖 5. Expression et spécialisation cellulaires

★ À maîtriser

• Toutes les cellules d’un organisme pluricellulaire proviennent de la cellule-œuf et possèdent la même information génétique sous forme de gènes.

• La spécialisation cellulaire résulte de l’expression de certains gènes seulement parmi l’ensemble de l’information génétique.

Compléments

• Les enzymes sont des protéines nécessaires à l’accomplissement des réactions du métabolisme cellulaire.

💡 Astuce mémo

Expression de certains gènes → spécialisation cellulaire

📖 6. Cycle cellulaire et réplication

★ À maîtriser

• Le cycle cellulaire se déroule selon la succession G1, S, G2 puis M.

• En phase G1, les chromosomes possèdent une chromatide, puis leur ADN est dupliqué pendant la phase S.

Compléments

• En phase G2, tous les chromosomes sont constitués de deux chromatides sœurs identiques.

• La masse d’ADN par cellule vaut Q avant la réplication et 2Q après la phase S, avec Q = 7,3 pg.

💡 Astuce mémo

G1 → S → G2 → M

📖 7. Étapes de la mitose

🔑 Notions clés & Définitions

• Reproduction conforme : Division produisant deux cellules filles ayant le même caryotype et le même patrimoine génétique que la cellule mère.

★ À maîtriser

• 🔄 Les phases de la mitose sont:

  1. prophase
  2. métaphase
  3. anaphase
  4. télophase

• En métaphase, les chromosomes bichromatidiens atteignent leur condensation maximale et s’alignent dans le plan équatorial.

• En anaphase, les chromatides sœurs se séparent après rupture du centromère et migrent vers deux pôles opposés.

📌 En télophase, deux enveloppes nucléaires se reforment autour des lots identiques de chromosomes, qui se décondensent, puis les deux cellules filles se séparent.

Compléments

• En prophase, les chromosomes se condensent, deviennent visibles, l’enveloppe nucléaire disparaît et le fuseau mitotique se forme.

💡 Astuce mémo

Prophase → métaphase → anaphase → télophase

📖 8. Méiose et reproduction sexuée

🔑 Notions clés & Définitions

• Méiose : Succession de divisions cellulaires comprenant une division réductionnelle et une division équationnelle, conduisant à des cellules reproductrices.

★ À maîtriser

• Les cellules somatiques constituent l’ensemble du corps et se divisent par mitose, tandis que les cellules germinales participent à la production des gamètes et se divisent par méiose.

• Lors de la fécondation, un ovocyte haploïde contenant n = 23 chromosomes fusionne avec un gamète pour former une cellule-œuf diploïde contenant 2n = 46 chromosomes.

Compléments

• La fécondation réunit deux cellules reproductrices haploïdes pour rétablir le nombre diploïde de chromosomes dans la cellule-œuf.

💡 Astuce mémo

Somatique : mitose ; germinale : méiose

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison mitose et méiose