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Transmission de l'information génétique - Clastre
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Cours rédigé "Transmission de l'information génétique " à Tours
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UE 1 - Biologie moléculaire CLASTRETransmission de l’information génétique
I. Introduction et rappels.
• Fin des années 60 : Dogme central de la biologie
L'ADN constitue le coeur de l’information génétique.
Une partie de l’information de l'ADN se retrouve dans l’ARNm, par la transcription qui a lieu dans le noyau.
Le passage de l’ARNm aux protéines ne se fait pas la traduction, dans le cytoplasme.
On dit que l’information est descendante. Mais avant, l’ADN doit se répliquer.
Grâce aux rétrotranscriptases, on peut remonter l’information et passer d’un ARN à un ADN (car on peut
passer d’un langage à 4 lettres à un langage à 4 lettres)
L’ADN ne peut pas s’auto-répliquer. Il nécessite des protéines.
En revanche, on a aucun système vivant qui permet de remonter l’information des protéines aux
ARN (code génétique redondant), et aucun moyen de passer directement de l'ADN aux protéines, il
faut obligatoirement un messager, qui est l’ARNm.
Dans les années 80, des chercheurs ont montré que certains ARN peuvent réaliser de l’autocatalyse :
s’auto-épisser (normalement seules les protéines catalysent mais parfois les ARN peuvent le faire).
L’ARN peut donc avoir une activité catalytique. Certain se comporte comme des enzymes : ribozymes.
Au départ il devait exister des ARN primaire qui ont commencé à porter l’information. L’ADN a ensuite pu
émerger à partir de l’ARN.
On pense que le monde d’avant était un monde à ARN.
• Qu’est ce qu’un gène :
Aujourd’hui, c’est un concept encore flou difficile à définir, mais on peut néanmoins établir une
définition fonctionnelle : un gène est constitué de séquences codantes et non codantes ainsi
que de séquences de régulation de son expression.
/!\ Un gène codant ne code pas nécessairement pour une protéine.
En effet, grâce à l’épissage alternatif, un seul gène peut produire différentes protéines.
De plus, il y a des gènes qui codent pour des ARN non-messagers.
Cette définition est juste mais pas suffisante.
En effet, c’est flou car il existe des séquences de régulation qui sont très loin en aval ou en
amont du gène.
• Évolution de la relation entre génotype et phénotype :
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Le génotype (à ne pas confondre avec le génome qui désigne l’ensemble des gènes), est la constitution
génétique d’un organisme : il s’agit de l’ADN nucléaire et mitochondriale, ou du chloroplaste chez les
plantes.
Le phénotype représente les caractères apparents d’un organisme, c'est à dire l’expression du
génotype.
C’est ce qu’on voit.
On a compris qu’à 1 gène correspond 1 protéine responsable d’1 caractère.
Aujourd’hui, c’est plus complexe, des gènes forment un réseau de produits de gènes
(ARN et/ou protéines), qui est la plupart du temps responsable d’un caractère.
Chaque produit de gène participe à la réalisation de multiples caractères (gènes
pléiotropes).
Par exemple ici les gènes C et D sont impliqué dans le Caractère 1, 2 et 3.
Par conséquent, l’ordre du vivant est à chercher dans la manière dont les composantes moléculaires
s’assemblent et fonctionnent ensemble.
• Rappels sur l'ARN :
= rôle fondamental dans l’expression des
gènes
Les structures II sont dues a des appariements de bases
entre répétitions inversées sur un même brin d’ADN.
GC : 3 liaisons H
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• Rappels sur les AA :
Ils constituent les éléments des protéines, les 20 AA sont bâtis sur le même
schéma, qui permet de former un squelette de base aux protéines.
Leur chaîne latérale R se distinguent par leur forme, leur taille,
l’hydrophobicité, et la réactivité.
La liaison peptidique, qui est une liaison amide, se fait entre le COOH
d’un AA et le N du suivant, avec perte de H2O.
• Rappels sur le code génétique :
- Découvert dans les années 60 par des biochimistes.
- 3 nucléotides successifs forment un codon (ou triplet) et codent pour 1 seul AA.
- Langage ADN (ATGC) ou ARN (AUGC).
TTT équivalent de UUU
- Propriétés :
• Universel, malgré des exceptions (mitochondries ; champignon unicellulaire)
• Dégénéré = redondant : plusieurs codons peuvent désigner le même AA. En effet, il y a 20 AA
protéinogènes pour 64 codons.
• Message ponctué :
- 3 codons stops (UGA, UAA, UAG) signifiant « fin de synthèse »
- 1 codon d’initiation (AUG ou ATG) signifiant « début de synthèse », qui code pour la
méthionine.
• Colinéarité entre ADN et la chaîne polypeptidique.
On peut déduire la séquence protéique à partir de
la séquence nucléotidique codante, grâce au code
génétique.
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