Expression du patrimoine génétique

Chapitre 1 : Expression du patrimoine génétique :

1. Le phénotype comme résultat de l’expression de génotype à différentes échelles :

L’ADN, une molécule qui porte l’information génétique

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L’information génétique est portée par la séquence des nucléotides de l’acide désoxyribonucléique. C’est l’enchaînement des nucléotides qui détermine le phénotype exprimé. Cette information est transmise lors de la multiplication cellulaire et utilisée pour construire l'individu.

Le phénotype :  C’est l’ensemble des caractères qualifiables et quantifiables d’un individu, il s’exprime à différentes échelles. Au niveau de l’individu dans son ensemble, de l’organe, de la cellule et de la molécule. Il est la conséquence de l’expression du génotype, c’est à dire des différents allèles des différents gènes de l’individu.

Les maladies génétiques comme la drépanocytose permettent d’identifier un lien direct entre la séquence des nucléotides de l’ADN et la séquence des acides aminés des protéines. L’expression de l’information génétique passe donc par la production de protéines à partir des gènes.
Les protéines ou peptides sont des molécules organiques formées par l’assemblage d’unités, les acides aminés.
Ils sont reliés entre eux par des liaisons peptidiques. Leur ordre détermine la structure et donc la fonction de la protéine.

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1. La synthèse de protéines à partir de l’ADN :

1. La localisation des différentes étapes :

L’assemblage des acides aminés en chaînes polypeptidiques a lieu dans le cytoplasme alors que l’acide désoxyribonucléique est localisé dans le noyau et n’en sort pas.
Il existe donc un intermédiaire qui transfert l’information du noyau vers le cytoplasme : c’est la molécule d’acide ribonucléique ou ARN messager.
L’expression de l’information génétique contenue dans le gène comporte deux étapes.

La Transcription :  C’est le processus par lequel il y a fabrication d’un ARN messager, qui est une « copie » du gène. Elle se déroule dans le noyau.

La Traduction :  C’est le processus par lequel l’information contenue dans l’ARNm gouverne l’assemblage des acides aminés en une chaîne polypeptidique. Elle se déroule dans le cytoplasme.

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1. La transcription dans le noyau des eucaryotes :

Contrairement à l’ADN, la molécule d’ARNm comporte un seul brin constitué d’une succession de quatre sortes de nucléotides qui sont des ribonucléotides. Chaque ribonucléotide est formé :
• d’un acide phosphorique,
• d’un sucre, le ribose (au lieu du désoxyribose de l’ADN),
• d’une base azotée.

Il en existe quatre sortes différentes : l’Adénine, la Guanine, la Cytosine, et l’Uracile (pas de Thymine).

Lors de la transcription, un brin d’ADN appelé brin transcrit (non codant) sert de modèle pour la fabrication d’un brin d’ARN messager de séquence complémentaire, à partir de ribonucléotides libres présents dans le noyau.
Le principe de la transcription repose sur la complémentarité des nucléotides. Lors de la production de l’ARN messager, en face d’une Cytosine est placée une Guanine et inversement, en face d’une Thymine est placée une Adénine mais en face d’une Adénine est placée une Uracile.
La biosynthèse de l’ARNm est catalysée par un complexe enzymatique appelé ARN polymérase.
Ce complexe enzymatique permet l’ouverture locale de la molécule d’ADN.
Elle progresse le long du brin transcrit et assure la liaison des nucléotides initialement libres venus se placer, par complémentarité des bases, vis-à-vis du brin servant de modèle.
L’ARN polymérase quitte la molécule d’ADN, les deux brins se ferment et l’ARNm formé migre ensuite dans le cytoplasme, en franchissant les pores nucléaires, certains permettent la production de protéines.
Lors de la transcription d’un gène de nombreuses molécules d’ARN polymérases se succèdent assurant la synthèse de nombreuses molécules d’ARNm identiques. Il est possible d’observer alors dans le noyau des formes en écouvillon (ADN+ARN).

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