Transmission et expression du patrimoine génétique

Les notions à connaître

Réplication semi-conservative

Mécanisme de copie de l'ADN avant la division cellulaire. Chaque brin parental sert de matrice pour la synthèse d'un nouveau brin complémentaire par l'ADN polymérase. Chaque molécule fille contient un brin ancien (parental) et un brin nouveau. Démontrée par l'expérience de Meselson et Stahl (1958).

Transcription

Première étape de l'expression génique : synthèse d'un ARN messager (ARNm) à partir du brin transcrit de l'ADN (lu en $3'\to 5')$ par l'ARN polymérase, dans le noyau. L'ARNm est complémentaire du brin transcrit et identique au brin codant (avec U à la place de T).

Traduction

Deuxième étape : synthèse d'une protéine (chaîne polypeptidique) à partir de l'ARNm par les ribosomes dans le cytoplasme. Les ribosomes lisent l'ARNm codon par codon $(5'\to 3').$ Chaque codon est reconnu par un ARNt portant l'acide aminé correspondant.

Code génétique

Table de correspondance entre les 64 codons possibles (triplets de nucléotides de l'ARNm) et les 20 acides aminés. Propriétés : universel (le même chez tous les êtres vivants), dégénéré (plusieurs codons pour un même aa, ex : 6 codons pour la leucine), non chevauchant, non ambigu (1 codon = 1 seul aa).

ADN polymérase

Enzyme qui catalyse la réplication de l'ADN en ajoutant des nucléotides complémentaires au brin matrice, dans le sens $5'\to 3'.$ Vitesse : ~1000 nuclé$otides/seconde$ chez les bactéries, ~50 chez les eucaryotes. Possède une activité de relecture (correction d'erreurs).

ARN polymérase

Enzyme qui catalyse la transcription en synthétisant l'ARNm à partir du brin transcrit de l'ADN. Reconnaît le promoteur du gène (séquence de démarrage) et s'arrête au terminateur.

Codon

Triplet de nucléotides de l'ARNm codant un acide aminé. Il existe 61 codons sens (codant un aa) et 3 codons stop (UAA, UAG, UGA) qui terminent la traduction. Le codon AUG code la méthionine et sert de codon d'initiation.

Brin transcrit vs brin codant

Le brin transcrit (= brin matrice, brin antisens) est lu par l'ARN polymérase en $3'\to 5'.$ Le brin codant (= brin non transcrit, brin sens) a la même séquence que l'ARNm (avec T au lieu de U). Attention à ne pas les confondre dans les exercices.

Les erreurs à éviter en svt

• ✗ Confondre brin transcrit et brin codant

  ✓ Le brin transcrit (= matrice) est lu par l'ARN polymérase en $3'\to 5'.$ Le brin codant (= non transcrit) a la même séquence que l'ARNm (avec T au lieu de U). En exercice, vérifie toujours lequel est donné.

• ✗ Dire que l'ARNm sort du noyau pour être transcrit

  ✓ L'ARNm est transcrit DANS le noyau, puis il sort par les pores nucléaires pour être TRADUIT dans le cytoplasme par les ribosomes.

• ✗ Oublier le codon stop dans le décompte

  ✓ Le codon stop (UAA, UAG ou UGA) marque la fin de la traduction mais ne code AUCUN acide aminé. Il faut le retrancher du calcul du nombre d'acides aminés.

• ✗ Confondre réplication et transcription

  ✓ La réplication copie TOUT l'ADN $(\to$ 2 ADN complets) pour la division. La transcription ne copie QU'UN gène $(\to$ 1 ARNm) pour l'expression génique.

Sais-tu répondre à ces questions ?

Les corrigés détaillés sont dans le quiz du chapitre.

1. Quelle enzyme permet la réplication de l'ADN ?
2. La réplication de l'ADN est dite semi-conservative car :
3. Quel est le rôle de l'ARN messager (ARNm) ?
4. Où se déroule la transcription chez les eucaryotes ?
5. Un codon est constitué de :