L’expression du patrimoine génétique

Chapitre 5 : L’expression du patrimoine génétique

La coccinelle arlequin (Harmonia axyridis) est bien rouge avec de motifs noirs… et non l’inverse ! On distingue plus de 200 types de coloration chez cette coccinelle. Les chercheurs ont montré que la coloration noire est due à un seul gène, dont la séquence est identique chez tous les individus.

Introduction : Toutes les cellules d’un organisme possèdent la même information génétique portée par la molécule d’ADN. Le fonctionnement et la spécialisation cellulaire reposent sur l’expression de cette information. 

Problème : Comment expliquer que des cellules qui possèdent le même programme génétique ne fabriquent pas les mêmes molécules ? 

Quels facteurs interviennent dans l’expression du patrimoine génétique ?

Comment l’information génétique s’exprime-t-elle dans la cellule ? Quelles sont les étapes qui permettent l’expression de cette information ?

I. L’information contenue dans les gènes contrôle la synthèse des protéines

Activité 1 : Une relation entre ADN et protéines

A) Les protéines sont des molécules séquencées

Une protéine est constituée  d’une séquence d’acides aminés. Cette séquence en acides aminés est appelée aussi chaîne polypeptidique ou polypeptide. Ces acides aminés sont reliés entre eux par des liaisons covalentes appelées liaisons peptidiques.

La séquence précise en acides aminés détermine la forme caractéristique de la protéine qui lui confère ses propriétés. Une modification de la séquence des acides aminés peut donc modifier la fonction de la protéine. Les protéines sont essentielles aux cellules : 

•  certaines permettent la réalisation des réactions : ce sont les enzymes (voir chapitre IX). 

•  d’autres reçoivent des signaux comme les récepteurs membranaires qui sont des protéines insérées par exemple dans la membrane plasmique. 

•  d’autres interviennent dans la communication entre cellules comme certaines hormones.

 B) La correspondance ADN/Protéine

La comparaison des séquences nucléotidiques des différents allèles d’un gène et des séquences en acides aminés des protéines qu’ils codent, montre qu’une modification de la séquence en nucléotides peut entrainer une modification de la séquence en acides aminés. 

La séquence en nucléotides de l’ADN détermine l’enchainement de la séquence en acides aminés de la protéine. Chez les eucaryotes, les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme mais l’ADN se trouve dans le noyau. 

Comment se fait le lien entre les protéines et l’ADN ? 

II. L’ARNm: une molécule messagère entre l’ADN et la protéine

Activité 2 : Localisation cellulaire de la synthèse de protéines

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