L'essentiel
- Chez les eucaryotes, l'ADN reste dans le noyau et les protéines sont fabriquées dans le cytoplasme : l'ARN messager transporte l'information entre les deux.
- L'ARN diffère de l'ADN par son sucre (ribose), sa base uracile à la place de la thymine, son unique brin, sa petite taille et sa durée de vie brève.
- La transcription est réalisée par l'ARN polymérase, qui se fixe au promoteur et synthétise l'ARN de 5′ vers 3′ par complémentarité avec le brin transcrit.
- L'ARNm a la séquence du brin non transcrit, avec U à la place de T.
- Un gène est transcrit simultanément par de nombreuses ARN polymérases, ce qui amplifie son expression.
- Chez les eucaryotes, l'ARN pré-messager est maturé : l'épissage élimine les introns et raboute les exons.
- L'épissage alternatif permet à un même gène de produire plusieurs ARNm, donc plusieurs protéines, selon le type cellulaire.
- Le code génétique associe à chacun des 64 codons un acide aminé (61 codons) ou un signal d'arrêt (UAA, UAG, UGA) ; AUG code la méthionine et sert de codon d'initiation.
- Le code est redondant, non ambigu, lu par triplets sans chevauchement et quasi universel.
- La traduction se fait sur les ribosomes du cytoplasme, en trois étapes : initiation au codon AUG, élongation codon par codon, terminaison au codon stop.
- L'ARN de transfert porte un acide aminé et un anticodon complémentaire du codon : il fait la correspondance entre codon et acide aminé.
- Plusieurs ribosomes lisent un même ARNm (polysome), ce qui amplifie encore la production de protéines.
- La séquence des acides aminés détermine le repliement tridimensionnel de la protéine, donc sa fonction.
- Le phénotype se décrit à l'échelle moléculaire, cellulaire et de l'organisme ; il dépend du génotype et de l'environnement.
- Toutes les cellules d'un individu ont le même génome mais n'expriment pas les mêmes gènes.
Formules et définitions à connaître
| Notion | Relation ou définition | Remarque |
|---|---|---|
| ARNm à partir du brin transcrit | complémentaire, antiparallèle, U au lieu de T | lu de 5′ vers 3′ |
| ARNm à partir du brin non transcrit | même séquence, U au lieu de T | |
| Nombre de codons | 4³ = 64 | 61 sens, 3 stop |
| Longueur de la séquence codante | 3 × (nombre d'acides aminés + 1) | le + 1 compte le codon stop |
| Longueur de la portion transcrite | exons + introns | chez les eucaryotes |
- Codon : triplet de nucléotides de l'ARNm qui code un acide aminé ou un arrêt.
- Anticodon : triplet de l'ARNt complémentaire et antiparallèle d'un codon.
- Exon / intron : séquence conservée dans l'ARNm mature / séquence transcrite puis éliminée par épissage.
- Génotype / phénotype : ensemble des allèles / ensemble des caractères observables.
Pièges à éviter
- Confondre brin transcrit et brin non transcrit.
- Commencer la lecture ailleurs qu'au premier AUG, ou chevaucher les codons.
- Traduire un codon stop en acide aminé ou le compter dans la longueur de la protéine.
- Confondre codon et anticodon.
- Croire qu'on peut retrouver le gène exact à partir de la protéine : le code est redondant et les introns ne sont pas traduits.
- Dire que des cellules qui produisent des protéines différentes ont des génomes différents.
Je me teste
1. Quelle base remplace la thymine dans l'ARN ? → L'uracile.
2. Quelle enzyme réalise la transcription ? → L'ARN polymérase.
3. Brin non transcrit 5′ ATGCCA 3′ : quel ARNm ? → 5′ AUGCCA 3′.
4. Qu'élimine l'épissage ? → Les introns.
5. Combien de protéines peut donner un gène soumis à épissage alternatif ? → Plusieurs.
6. Quels sont les codons stop ? → UAA, UAG et UGA.
7. Que code AUG ? → La méthionine ; c'est le codon d'initiation.
8. Anticodon qui reconnaît le codon 5′ UGG 3′ ? → 3′ ACC 5′.
9. Combien de nucléotides codants pour une protéine de 100 acides aminés (méthionine comprise) ? → 303, codon stop inclus.
10. Pourquoi le chat siamois a-t-il les extrémités foncées ? → Sa tyrosinase n'est active qu'à basse température : le phénotype dépend aussi de l'environnement.