De l’ADN à la protéine

Légende alternative :

le phénotype au niveau de la cellule, qui va engendrer le phénotype au niveau de l'organisme. ensemble des protéines d'une cellule mil facteurs enviran phénotype cellulaire ensemble des caractéristiques d'une cellule phénotype macroscopique ensemble des caractéristiques d'un individu i ngjigjen et leur structura Les macromolécules Las protéines (constituée d'esides aminde) Transcription de l'ARN messager: Une molécule d'ARN = un gène. L'ARN est un ensemble de nucléatides constitué de o Phosphate O Un sucre Une base azotée. - ADN ARN Des chercheurs ont montré qu'il existe une molécule intermédiaire entre l'ADN et les protéines => l'ARN messager. L'information d'un allèle codée sous forme de séquence d'ADN constitue la séquence d'ARN messager. Cette conversion passe par un processus de synthèse nommé transcription, qui utilise la complémentarité des bases (A avec U et C avec G). Cette étape a lieu dans le noyau et l'ARN messager est ensuite exporté dans le cytoplasme Les caractéristiques de l'ARN Un gène est une portion d'ADN contenant l'information nécessaire à la synthèse d'une protéine. Les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme, mais l'ADN ne sort pas du noyau. C'est l'ARN messager qui transfère cette information, depuis le noyau vers le cytoplasme. Un processus de diversification des protéines Un même ARN pré-messager peut subir des maturations différentes et donner des ARN messagers différents selon le type de cellule ou selon le moment ou le gène s'exprime = épissage alternatif. Differences entre l'ADN et l'ARN ADN Deux brins tordus en forme d'une double hélice CARACTERISTIQUES STRUCTURE GENERALE SUCRE BASES AZOTEES FONCTION LOCALISATION DANS LES CELLULES SHEMA ADN ARN polymerase Désoxyribose Adénine - Thymine Guanine-Cytosine ARNm Le matériel génétique qui forme les règles Dans le noyau DOG Les différents mécanismes 1) MECANISME DE LA TRANSCRIPTION DE L'ARN MESSAGER La transcription sens de déplacement del ARN polymerase ribonucleotides libres AU Ribose Adénine-Uracile Guanine - Cytosine Aide à fabriquer les protéines Commence dans le noyau puis fini dans le cytoplasme nucleotides de l'ADN guanine ARN Un brin droit BAN cytosine adenine brin non transcrit 2.3 brin transcrit nucleotides de l'ARN guanine cytosine adenie L'ADN ne peut pas sortir du noyau. Il faut donc un intermédiaire entre les gènes et les protéines : l'ARN messager. La transcription est la première étape de l'expression des gènes en protéines. Dans la transcription, un intermédiaire d'ARNm (ARN messager) est transcrit à partir de l'un des brins de la molécule d'ADN. L'ARN est appelé ARN messager car il transporte le "message", ou l'information génétique, de l'ADN aux ribosomes, où l'information est utilisée pour fabriquer des protéines. L'ARN et l'ADN utilisent un codage complémentaire où les paires de bases correspondent, de la même manière que les brins d'ADN se lient pour former une double hélice. MECANISME L'ADN est copié en ARN à l'aide d'une enzyme appelé ARN polymérase. Au fur et à mesure de sa progression le long de l'ADN, I'ARN polymérase ajoute des nucléotides libres présents dans le noyau par complémentarité au brin d'ADN transcrit. (C-G et A-U). Par conséquent, le message de l'ARN est identique à celui du brin non transcrit (à la différence du nucléotide T qui devient U sur I'ARN). Cette étape se déroule dans le noyau de la cellule. 2) MECANISME DE LA MATURATION DE L'ARN MESSAGER Intran 1 Exon 1 Epissage Intron 2 MECANISME: ARN pré-messager Exon 2 Exon 1 Exon 2 Intron 3 Exon 3 ARN messager Expn 3 Intron 3 Chez les eucaryotes pluricellulaires, la longueur totale d'un gène est 5 fois plus importante que celle de l'ARN exporte dans le cytoplasme. C'est pour cela qu'il y a maturation de l'ARN. La molécule d'ARN pré-messager est aussi longue que le gène, puis l'épissage a lieu. d. Tout d'abord, l'ARN pré-messager est formée et il est aussi longue que le gène. Il est constitué d'une alternance de séquences qui ne serviront pas à la synthèse de protéines (les introns), et de séquences codantes (les exons). Les exons sont ensuite mis << mis bout-à-bout >> Ensuite, les introns sont supprimés et les exons s'attachent entre eux. Ce processus forme l'ARN messager. Durant cette étape, I'ARN pré-messager peut produire plusieurs sortes d'ARN messagers : c'est l'épissage alternatif. Tout dépend de la taille du gène : plus il est long, plus il y aura de codage. Au cours de sa maturation dans le noyau, un ARN pré-messager est débarrassé de ses séquences non codantes de telle sorte que l'ARN messager exporté vers le cytoplasme ne possède que les séquences codantes. Toutefois, il arrive qu'au cours de l'épissage certaines séquences codantes soient sélectionnées au dépend d'autres. A partir de I'ARN pré-messager, la cellule peut donc produire plusieurs ARN messagers différents : c'est l'épissage alternatif. Les brins se détachent de la molécule d'ADN et devient donc l'ARN pré-messager, qui en fonction de la maturation, va donner deux sortes d'ARN. Tout dépend également de la taille du gène : plus il est long et plus il y aura de codage. 3) MECANISME DE LA TRADUCTION DE L'ARN MESSAGER L'information portée par l'ARN messager est traduite en une suite d'acides aminés (protéine) à l'aide du code génétique. Le code génétique est un code de correspondance entre un codon (ensemble de 3 nucléotides) et un acide aminé. Comme il existe nucleotides, on compte 64 possibilités de codon et 20 types d'acides aminés. La traduction se fait en 3 étapes : -l'initiation le ribosome se fixe sur l'ARN messager. Le premier codon de l'ARN est toujours AUG. On l'appelle le codon d'initiation. cellule Initiation de la traduction acides aminés UBU RECOCCUCCU UGA -l'élongation : le ribosome se déplace le long de l'ARN messager, l'acide aminé correspondant au codon se met en place par liaisons peptidiques (liaison biochimique entre deux acides aminés successifs d'une protéine). L'elongation 2.5 la terminaison la lecture s'interrompt au codon stop et les différents éléments se séparent. Les deux sous-unités du ribosome se séparent, la protéine est donc libérée. der séparation des deux sous-rés de ribesame La terminaison Ibération de la proteine AUGUCACCCCCLAGCUGA codon stop noyau Un codon a plusieurs propriétés : Univoque: chaque codon ne correspond qu'à un seul acide amine Dans une séquence de nucléotides, il y a plusieurs enchaînements qui ne correspondent pas à un acide aminé. On appelle cela les codons-stop (UAA : AGA; UAG). Redondant des codons différents peuvent coder le même acide aminé Universel : la plupart des êtres vivants utilisent ce même code lors de la synthèse des protéines U C A U LEU LEU LEU LEU LEU LEU ILE ILE ILE MET VAL VAL VAL VAL SER PRO PRO PRO PRO THR THR THR THR ALA ALA ALA ALA Conclusion: A TYR TYE STOP STOP HIS GLN GIN ASN ASN LYS LYS ASP ASP GLU GLU G CYS CYS STOP TRP ARG ARG ARG ARG SER SER ARG ARG GLY GLY GLY GLY DUACUUAGDUAGUCAG А с А с La traduction est donc un assemblage d'acides aminés qui se fait dans des ribosomes (structure moléculaire permettant la lecture et la traduction des codons de l'ARN messager en une protéine). L'ADN étant enfermé dans le noyau de la cellule. L'ARN polymérase le synthétise en ARN messager lors de la transcription. L'ARNm peut alors sortir dans le cytoplasme et être traduit en protéine. Une fois dans le cytoplasme, l'ARN est décodé par les ribosomes grâce au code génétique qui sert alors de plan: chaque séquence de 3 acides nucléiques encode un acide aminé, et ce jusqu'au codon STOP. C'est la traduction. Les facteurs environnementaux peuvent aussi intervenir dans l'expression des phénotypes. On parle d'interaction entre le génome et l'environnement, qui peut alors accentuer des prédispositions génétiques. maturation acde amine Ribosome proteine DOD POLONI ARN ADN { AUGG USCACCUGACUUA ARN liaisons peptidiques AADU GACUDAGA O AAVE SU SCACC HAGPAGES) TRANSCRIPTION O Q AAUGGUCCACCUFAUUU AGC C ARN polymerase F d A G GG AGGGT TRADUCTION Noyau Cytoplasene spensage LABILI ARN messager 1 ADN La transcription ARNm 1 B D' ARNm 2 Proteine ARN messager Hann