Sciences de la Vie et de la Terre
Expression de l’information génétique – Cours (Partie 2)
Professeur : Mr BAHSINA Najib
Sommaire
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-1/ Détermination du lieu de la synthèse des protéines
3-2/ Structure de la molécule d’ARN
3-3/ Les étapes de l’expression de l’information génétique
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-1/ Détermination du lieu de la synthèse des protéines
Les cellules renferment une molécule qui ressemble chimiquement à la molécule d'ADN, appelée acide ribonucléique (ARN).
On peut mettre en évidence les lieux de présence de ces deux molécules dans la cellule, en utilisant un mélange de deux colorants: Le vert de méthyle qui colore 1'ADN en vert et la pyronine qui colore l'ARN, en rouge :
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-1/ Détermination du lieu de la synthèse des protéines
Des cellules animales sont cultivées sur un milieu contenant un acide aminé marqué (l'uracile radioactif).
L’uracile diffuse à travers la membrane cytoplasmique, le cytoplasme et le noyau deviennent radioactifs.
Le noyau radioactif est greffé dans un cytoplasme d’amibe sans noyau, quelques minutes avant la mise en culture sur un milieu neutre.
On réalise ensuite une autoradiographie de la préparation, après 5 min (figure 2, a), et après 15 min (figure 2, b) :
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-1/ Détermination du lieu de la synthèse des protéines
Un système de synthèse de protéines peut être réalisé in vitro à partir d’extrait bactériens.
Le milieu utilisé contient tous les éléments cytoplasmiques bactériens, des acides aminés, mais pas d’ADN.
On étudie la quantité d’acides aminés incorporés dans des protéines au cours du temps, après ajout d’ARNm dans le milieu.
Le graphe suivant présente les résultats de cette expérience :
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-2/ Structure de la molécule d’ARN
Le schéma suivant présente la séquence de nucléotides de la partie du gène responsable de la synthèse de l’hémoglobine HbA (Normale) et la molécule cTARNm correspondante :
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-2/ Structure de la molécule d’ARN
Le schéma suivant présente la structure de la molécule d’ADN :
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3-3/ Les étapes de l’expression de l’information génétique
La transcription: synthèse de l’ARN
Les molécules d’ARN sont synthétisées dans le noyau et migrent ensuite dans le cytoplasme en traversant la membrane nucléaire.
Ces molécules permettent l’expression du message génétique porté par l’ADN. C’est pour ça qu’on parle d’ARN messager ou ARNm.
La figure 1 présente une observation au microscope électronique montrant la relation entre l’ADN et l’ARNm :
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-3/ Les étapes de l’expression de l’information génétique
La transcription: synthèse de l’ARN
La figure 2 représente un schéma d’interprétation du phénomène de la transcription de la molécule d’ARN :
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3-3/ Les étapes de l’expression de l’information génétique
La traduction (Synthèse des protéines)
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-3/ Les étapes de l’expression de l’information génétique
Les éléments nécessaires à la traduction
La traduction de l’information génétique transcrite sur un ARNm se fait dans le cytoplasme, par une collaboration entre les ribosomes et un type d’ARN appelé ARN de transfert ou ARNt.
Électronographie montrant des ribosomes attaches au filament d’ARNm, formant des polysomes :
Schéma montrant la structure d’un ribosome :
Schéma simplifié de la molécule d’ARN de transfert ou ARNt :
III- Mécanisme de l’expression de l’information génétique
3-3/ Les étapes de l’expression de l’information génétique
Les étapes de la traduction (Synthèse des protéines)
La traduction débute au codon d’initiation et s’arrête au codon stop.
Les ribosomes parcourent l’ARNm depuis le codon d’initiation jusqu’au codon stop assurant ainsi la mise en place séquentielle des acides aminés.
La traduction se déroule selon les étapes présentées par la figure suivante :
