Biologie / L’information génétique et la synthèse des protéines

L’information génétique et la synthèse des protéines

I) Introduction :

Les protéines sont des molécules complexes constituées d’acides aminés voir document n°1. Elles rentrent dans la composition de tous les êtres vivants. Seule une alimentation végétale et animale permet de couvrir tous les besoins en acides aminés (= aa).

Exemple de protéine animale : la myosine dans les muscles.

Exemple de protéines végétales : la zéine présente dans le maïs.

Les enzymes, les anticorps et les hormones sont constituées de protéines. Les protéines sont donc à la fois des constituants cellulaires mais aussi des messagers qui participent au fonctionnement des cellules.

II) Le gène et les chromosomes :

2.1 Le gène

Qu’est ce qu’un gène ?

Définir la notion de gène est difficile. C’est une notion de plus en plus floue.

Selon P. Chambon un gène est une zone de génome qui est transcrite de façon indépendante.

Selon Alain Fisher : c’est un segment d’ADN qui peut être transmis, mais aussi altéré, ce qui donne les mutations.

On dira donc que :

Le gène est un segment d’ADN qui code pour une protéine. Il est transcrit  de façon indépendante et peut être transmis. Il est parfois muté.

L’ensemble des gènes d’un individu constituent son GENOTYPE. Tous les gènes ne s’expriment pas forcement. Les gènes qui s’expriment constituent le PHENOTYPE. C’est donc ce qui est visible chez un individu couleur de cheveux, taille…. Il faut comprendre que chez un organisme il y a plusieurs millions de gènes leur expression est complexe. La transmission des gènes se fait au cours de la reproduction sexuée ou asexuée. La reproduction sexuée brasse les gènes.

Les gènes sont localisés : dans le noyau pour les procaryotes ou dans le cytoplasme pour les eucaryotes sous forme de chromosomes. Certains organites comme les mitochondries et les chloroplastes issus des bactéries contiennent des  structures d’ADN. Ces modes de reproduction sont en lien avec les divisions suivantes : méiose et mitose.

2.2 La molécule d’ADN acide désoxyribonucléique  

L’ADN est une très longue molécule constituée d’éléments appelés nucléotides. Les nucléotides sont constitués d’un sucre : le désoxyribose, d’un phosphate inorganique et d’une base azotée.

L’ADN présente quatre types de bases azotées possibles :

Base azotée                                                Nucléotide

L’adénine         notée A                                Adénosine

La thymine        notée T                                Thymidine

La guanine        notée G                                Guanosine

La cytosine        notée C                                Cytosine

Une molécule d’ADN est constituée de milliers de nucléotides successifs. Il est possible de déterminer l’enchainement des bases : c’est le séquençage.

Les bases azotées sont complémentaires. Elles se lient par des liaisons hydrogènes. Selon le modèle suivant :

A-T         3 liaisons

C-G         2 Liaisons

On parle alors de paires de bases.

La molécule d’ADN s’assemble sous forme de deux brins anti-parallèles. Ces brins forment une double hélice. C’est la double hélice d’ADN de Watson et Crick.

Cette hélice s’enroule autour de protéines : les histones. Ces enroulements successifs permettent à l’ADN d’occuper un minimum de place. Ceci forme les chromosomes.

Exemple d’une séquence d’ADN double brin

AGGTAAGAGATATATAGCCCA

TCCATTC….

Schéma de la molécule d’ADN

[pic 1]

2.3 La molécule d’ARN acide ribonucléique

L’ARN est aussi une molécule qui porte l’information génétique. L’ARN est monobrin. Certains organismes n’ont que de l’ARN. C’est le cas de quelques virus ou retro virus comme le SIDA Syndrome d’Immunodéficience Acquise.

L’ARN se différencie de l’ADN par son sucre qui est un ribose et par une de ses bases azotées :

Guanine        notée G

Cytosine        notée C

Adénine        notée A

Uracile        notée U

T est remplacé par U.

Les liaisons sont alors les suivantes :

G-C

A-U

Exemple d’une séquence d’ARN monobrin

AUAAUUGCGGGAACAAG

2.4 Les chromosomes

Les chromosomes sont des enroulements d’ADN. Les chromosomes sont condensés. Ils sont enroulés autour de protéines appelées histones. Ceci forme des structures appelées nucléosomes.

Les chromosomes sont soit circulaires soit sous forme de longues molécules comme chez l’homme.

Ils portent des informations différentes donc des gènes différents.

Certains organismes peuvent présenter un nombre variable de chromosomes. Ce nombre n’est pas significatif du développement des organismes. Par exemple :

Chez l’homme les chromosomes sont au nombre de 46 soit 23 paires.

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