Expression de l’information génétique: Comment l’ADN conduit-elle aux caractères de l’être vivant ?

Expression de l’information génétique

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Comment l’ADN conduit-elle aux caractères de l’être vivant ?

Pourquoi êtes-vous blonds ? bruns ? chauves ? Pourquoi avez-vous les yeux bleus ? Pourquoi ressemblez-vous à vos parents ? Pourquoi êtes-vous grands ? petits ?

1-      Définitions :

Le phénotype : Le phénotype est l'ensemble des caractères observables d'un individu.

Le génotype : Le génotype est l'ensemble ou une partie donnée de la composition génétique (information génétique) d'un individu. Le génotype d'un individu est donc la composition allélique de tous les gènes d'un individu.

Le gène : Chaque chromosome contient de nombreux gènes, chacun porte une information génétique et détermine un caractère.
2- Situation-problème :    Protéine-Phénotype

-Dans certains cas de cancer, la mutation (modification de la séquence d’ADN) de certains anti-oncogènes comme le gène de la p53, empêche la protéine p53 de fonctionner correctement.

-La mucoviscidose est une maladie fréquente, due à une mutation de l’ADN affectant une personne sur 40 environ. Les aspects macroscopiques s’expliquent par des modifications d’une protéine(molécule).

3- Que sont les protéines ?:

-Les protéines sont des macromolécules (=polypeptides) constituées d’un enchaînement de quelques à plusieurs centaines d’acides aminés (molécules contenant au moins les éléments «C", "H","O" et "N").

-20 acides aminés entrent dans la composition des protéines, donc la structure primaire d’une protéine est déterminée par par le nombre, la nature et la succession des acides aminés.

-Les protéines remplissent de nombreux rôles :

• Structure, pour permettre par exemple à la cellule de maintenir son organisation dans l'espace ;
• Transport, afin d’assurer le transfert des différentes molécules dans et en dehors des cellules ;
• Communication, pour assurer la transmission de molécules dans la cellule ou l'organisme, ex : Hormones
• Défense, pour lutter contre les éléments étrangers à l’organisme, par exemple les anticorps ;
• Enzyme, pour catalyser (produire une réaction) l'essentiel des réactions chimiques de la cellule et de l’organisme (digestion).

En fait, l'immense majorité des fonctions cellulaires sont assurées par des protéines

4- Quelle  relation gène -protéine ?

La séquence des nucléotides code-t-elle la séquence des acides aminés d’une protéine ?

4-1-Processus pour le passage d’une molécule d’ADN à la séquence d’une protéine ?

- L’ADN des chromosomes est contenu dans le noyau et la synthèse des protéines a lieu dans le  cytoplasme.
 - un intermédiaire est donc indispensable entre l’ADN et les protéines.

-  l’ARN messager, il assure le transfert de l’information d’un compartiment cellulaire à l’autre.

- l’ARN messager (ARNm) = chaîne nucléotidique simple brin (= Acide Ribonucléique

Le transfert de l’information génétique des gènes vers les protéines s’effectue alors en deux grandes étapes
successives : la transcription et la traduction.
4-2- la transcription de l’ADN en ARN messager :

4-3- la traduction de l’ARNm en séquence polypeptidique :

Elle se déroule dans le cytoplasme de la cellule.
1- le code génétique : Dans le cytoplasme, l’ARNm sert de modèle pour la synthèse de la protéine codée par un gène qui s’exprime.
- Le passage de la séquence nucléotidique à une séquence d’acides aminés de la protéine fait intervenir un système de correspondance que l’on appelle le code génétique.

Comme il y a 4 bases azotées différentes (ATGC) en les associant par trois, on obtient 43 = 64 associations différentes, c’est-à-dire64 codons différents possibles au niveau de l’ARNm : 61 codons significatifs (codant pour des acides aminés) et 3 codons non-sens (codons stop)
- Le code génétique est universel
- Le code génétique est univoque (= non ambigu) : un triplet désigne un seul acide aminé.
- le code génétique est redondant : un même acide aminé peut être désigné par plusieurs triplets différents.

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