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TR TRANS ANS ANSCRIP CRIP CRIPTTION & TR TRADUCT ADUCT ADUCTION ION : DE L'ADN À LLA AP PR ROTÉINE Déf Définitions initions : Le phénotype désigne l'ensemble des caractères d'un individu qui sont observables. Les informations qui déterminent ce phénotype sont contenues dans le génotype. Le génotype représente le patrimoine héréditaire et dépend de l'ensemble des gènes. Les gènes sont présents sur les chromosomes, dans le noyau des différentes cellules. Mais alors, comment passe-t-on d'un gène, c'est-à-dire une molécule d'ADN, à des caractères observables à l'oeil nu ? Pour comprendre, il faut retracer le passage du gène à la protéine. Nous allons étudier la transcription et la traduction, qui permettent l'expression des protéines.

1) Pré-r Pré-requis equis : Les constituants de l'ARN pré-messager (ARNpm), de l'ARN messager (ARNm) sont identiques. L'ARN est un acide ribonucléique (et non pas désoxyribonucléique comme l'ADN) monobrin, composé de 4 ribonucléotides ayant comme base azotée : – – – –

L'adénine A La cytosine C La guanine G L'uracile U, qui remplace la thymine T de l'ADN

Chacun de ces ribonucléotides sont formés de 3 parties : • Un groupement phosphate • Un sucre (ici, un ribose) Copyright © 2020 Futurpaces, Tous droits réservés.

• Une base azotée (A, U, C, G) L'ARN polymérase synthétise l'ARN pré-messager à partir de l'ADN. L'ARN messager est formé à partir de l'ARN pré-messager via l'épissage.

2) La tr trans ans ansccripti ription on L'ADN est une molécule en double hélice constituée d'un enchaînement de nucléotides : A, T, C, G. La « séquence ADN » correspond à l'enchaînement de ces bases sur la molécule. La séquence d'un gène correspond donc à une suite de lettres telles que « A-T-A-G-C-T... ». Un gène code pour une protéine. Les protéines sont les « machines à tout faire » de la cellule : elles sont présentes à tous les niveaux, et sont souvent amenées à sortir de la cellule. Or, l'ADN ne peut pas sortir du noyau. Il va donc falloir trouver un moyen de créer ces protéines et de les envoyer à l'extérieur du noyau. La transcription consiste à copier le message contenu dans l'ADN du noyau sous la forme d'une molécule messagère mobile, capable de passer dans le cytoplasme : l'ARN messager (ARNm).

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► L'ARN messager L'ARNm est une copie de l'ADN à 1 seul brin. Elle est synthétisée dans le noyau et va pouvoir bouger jusqu'au cytoplasme, où elle va être traduite en protéine. Avant sa synthèse, il faut séparer les 2 brins de l'ADN : c'est le rôle de l'ARN polymérase. Il s'agit d'une enzyme qui permet l'ouverture de la double hélice d'ADN puis la synthèse de l'ARN. On l'appelle « polymérase » car elle polymérise plusieurs acides nucléiques, les rassemblant en ARN. En effet, l'ARN est formé par les mêmes bases que l'ADN, à la seule différence que la thymine (T) de l'ADN n'est pas retrouvée dans l'ARN. Elle est remplacée par l'uracile (U). L'un des 2 brins de l'ADN (appelé « brin codant ») sert de modèle pour la synthèse de l'ARN.

→ L'ARNm est synthétisé dans le noyau par l'ARN polymérase.

On trouve 2 types de séquences porteuses d'informations dans l'ADN : • Les exons, qui sont les séquences codantes • Les introns, qui sont les séquences non-codantes

Ainsi, l'ARN, formé à partir de l'ADN, comporte également ces 2 types de séquences. Sauf que ce qui nous intéresse pour coder une protéine, ce sont les séquences codantes : les exons ! Avant de sortir du noyau, l'ARNm va subir un épissage, pour passer d'''ARN pré-messager'' à ''ARN messager''. Le but est d'enlever les séquences non-codantes, pour ne laisser que les exons, codants. L'ARNm quitte ensuite le noyau pour le cytoplasme, composé uniquement de séquences codantes.

3) La tr tradu adu aduction ction Il s'agit de la synthèse des protéines. Elle est effectuée par le ribosome grâce au code génétique.

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Le ribosome est une structure cellulaire, composée de 2 sous-unités : – Une petite sous-unité – Une grande sous-unité Le code génétique est un code qui fait correspondre les bases nucléiques avec les acides aminés qui forment la protéine. Un groupe de 3 nucléotides est nommé « codon » (par exemple : AUG). Il existe 64 codons pour 20 acides aminés : de nombreux codons codent pour le même acide aminé. On dit que le code est « redondant ». Certains codons ont des rôles spéciaux : – –

Le codon AUG est le codon initiateur au niveau duquel la synthèse de la protéine débute. Les codons UAA, UGA et UAG sont des codons stop, qui arrêtent la synthèse de la protéine.

Voici le code génétique :

Elle se déroule en 3 étapes : l'initiation, l'élongation et la terminaison.

• Initiation Lorsque l'ARNm arrive dans le cytoplasme, les 2 sous-unités du ribosome s'assemblent, se placent autour de l'ARNm et se déplacent le long du brin jusqu'à trouver le codon initiateur (AUG) qui signale le début de traduction. Le codon initiateur, comme on le voit dans le code génétique, correspond à l'acide aminé « méthionine ».

• Élongation Le ribosome associe ensuite le second aminé à la méthionine. Une liaison peptidique est formée entre ces 2 acides aminés. Le processus continue ainsi le long de l'ARNm, et au fur et à mesure, les Copyright © 2020 Futurpaces, Tous droits réservés.

acides aminés s'enchaînent selon le code génétique. Les acides aminés sont liés entre eux et forment petit à petit la protéine.

• Terminaison Le ribosome effectue ce travail jusqu'à arriver sur l'un des 3 codons stop : UAA, UGA ou UAG. Ces codons ne correspondent à aucun acide aminé (voir code génétique) et déclenchent la séparation des 2 sous-unités du ribosome. La protéine formée est alors libérée dans le cytoplasme.

4) Co Conclu nclu nclusion sion Ainsi, l'expression de l'information génétique de l'ADN comporte 2 étapes : – –

La transcription correspond au passage de l'ADN à l'ARNm, grâce à l'ARN polymérase et à l'épissage La traduction correspond au passage de l'ARN à la protéine, grâce au ribosome

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