Un gène est une portion d’ADN qui contient l’information nécessaire à la fabrication d’une protéine (ou d’un ARN). Chez les eucaryotes, l’ADN reste dans le noyau alors que les protéines sont fabriquées dans le cytoplasme : l’information passe par un intermédiaire, l’ARN messager. On parle d’expression génétique.
Une question sur ce cours ?
ULU, le tuteur d’ULUMINE, t’aide à partir de ce cours.
Objectifs
- Décrire la transcription d’un gène en ARN
- Expliquer la maturation de l’ARN et l’épissage alternatif
- Utiliser le code génétique pour traduire un ARNm
- Relier génotype et phénotype aux différentes échelles
1. La transcription : de l’ADN à l’ARN
Dans le noyau, l’ARN polymérase ouvre localement l’ADN et synthétise un ARN en copiant un seul brin, le brin transcrit (ou brin matrice), par complémentarité.
| ADN | ARN | |
|---|---|---|
| Nombre de brins | 2 | 1 |
| Sucre | Désoxyribose | Ribose |
| Bases | A, T, C, G | A, U, C, G (uracile à la place de la thymine) |
| Localisation | Noyau | Fabriqué dans le noyau, l’ARNm passe dans le cytoplasme |
2. La maturation de l’ARN
Chez les eucaryotes, la transcription produit un ARN pré-messager. Il subit une maturation : les introns sont éliminés et les exons sont raboutés, c’est l’épissage. On obtient l’ARN messager (ARNm) qui quitte le noyau.
Épissage alternatif : Selon les cellules ou les conditions, les exons d’un même pré-ARNm peuvent être assemblés de différentes façons (certains exons étant conservés ou non). Un même gène peut ainsi coder plusieurs protéines différentes.
3. Le code génétique et la traduction
- L’ARNm est lu par groupes de trois nucléotides : les codons. Il existe 4³ = 64 codons.
- Chaque codon correspond à un acide aminé, sauf les trois codons stop (UAA, UAG, UGA). Le codon AUG (méthionine) est le codon d’initiation.
- Le code est redondant : un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons (20 acides aminés pour 61 codons « sens »).
- Le code est quasi universel : il est le même chez presque tous les êtres vivants, ce qui témoigne d’une origine commune.
Dans le cytoplasme, les ribosomes lisent l’ARNm à partir du codon AUG et assemblent les acides aminés dans l’ordre imposé par les codons, jusqu’à un codon stop : c’est la traduction. Plusieurs ribosomes peuvent traduire le même ARNm en même temps (polysome).
Traduire un court ARNm
- ARNm : AUG UUU GGC UAA
- Codons : AUG = Met ; UUU = Phe ; GGC = Gly ; UAA = stop
Peptide : Met – Phe – Gly
4. Du génotype au phénotype
Le phénotype est l’ensemble des caractères observables d’un individu. Il se définit à plusieurs échelles : moléculaire, cellulaire et macroscopique (organisme). Il dépend du génotype mais aussi de l’environnement.
La drépanocytose
- Génotype : une substitution dans le gène de la β-globine (codon GAG → GTG sur le brin codant).
- Phénotype moléculaire : l’acide glutamique en position 6 est remplacé par une valine ; l’hémoglobine S forme des fibres quand le dioxygène manque.
- Phénotype cellulaire : globules rouges déformés en faucille.
- Phénotype macroscopique : anémie, crises douloureuses, fatigue.
À retenir
- Transcription (noyau) : l’ARN polymérase copie le brin transcrit ; l’ARN a la séquence du brin codant avec U à la place de T.
- Maturation : épissage des introns ; l’épissage alternatif permet à un gène de coder plusieurs protéines.
- Traduction (cytoplasme, ribosomes) : lecture codon par codon de AUG à un codon stop grâce au code génétique, redondant et quasi universel.
- Le phénotype, défini aux échelles moléculaire, cellulaire et macroscopique, dépend du génotype et de l’environnement.
Et maintenant, à toi !
Vérifie que tu as compris avec les exercices, puis révise avec la fiche.