transcription traduction

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Transcription

transcription traduction
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TRANSCRIPTION TRADUCTION
Objectifs :
•
définir transcription et traduction et donner leur localisation cellulaire
•
sur un schéma, identifier les acteurs de la transcription (ARNpol, brin transcrit, ARNm)
•
donner la composition et la structure de l'ARNm.
•
Sur un schéma, identifier les acteurs et le résultat de la traduction (ARNm, ARNt, ribosomes, acides aminés,
séquence polypeptidique formée)
•
donner les caractéristiques du code génétique
•
transcrire et traduire
I. Schéma général
24 heures sur 24, nos cellules "travaillent", cela veut dire qu'elles fabriquent des protéines. Il existe
des milliers de protéines différentes dans notre corps. Par exemple, des protéines à la surface des
globules rouges qui donnent notre groupe sanguin, ou encore de petites protéines dans le sang
comme certaines hormones (insuline, glucagon, ..), l'actine, la myosine qu'on retrouve comme
cytosquelette dans les cellules musculaires, etc ..
Les instructions pour fabriquer toutes ces protéines sont contenues dans le noyau des cellules. On
trouve dans l'ADN un gène codant pour chaque protéine. C'est pourquoi il y a des milliers de
gènes différents.
•
A l'aide de l'animation suivante, remplir le tableau suivant, présentant les deux étapes de la
synthèse protéique :
compartiment
À partir de quoi ?
transcription
noyau
L'ADN
de l'ARN messager = ARNm
(très long, ne peut pas (assez court, peut sortir du noyau)
sortir du noyau)
traduction
cytoplasme
de l'ARN messager
•
•
Pour fabriquer quoi ?
des protéines
en déduire la définition de la transcription : c'est la synthèse d'un ARNm à partir de l' ADN.
Même question pour la traduction : c'est la synthèse d'un polypeptide à partir d'un ARN
messager
•
Que doit-il se passer juste après la transcription pour que la traduction puisse avoir lieu ?
L'ARN messager doit sortir du noyau.
•
Rappeler la différence entre une protéine et un polypeptide.
Les deux sont des polymères protidiques mais le second contient moins de 100 acides aminés.
Imaginons que nous sommes dans le pancréas et que la glycémie a fortement augmenté.
Regardons de plus près les cellules β des ilôts de Langerhans. A ce moment précis, elles doivent
fabriquer de l'insuline mais pas d'autre protéine.
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•
Placer les légendes suivantes :
gène de l'insuline, ADN, transcription, ARNm, sortie du noyau, traduction, polypeptide.
ADN =
gène de l'insuline
ARN =
AUGCCA
UGGCUA
UUCGAA
CCGAU ..
ARN
ribosomes, code génétique
Voici la séquence d'ADN de l'insuline (la séquence étant l'enchaînement de ses monomères) :
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II. la transcription
1. l'ARN messager
Comme l'ADN, l'ARN messager est un acide nucléique. Voici ses différences par rapport à l'ADN:
l'ADN
- ADN = acide désoxyribonucléique
- est très long
- est bicaténaire
- les bases azotées sont A, T, C, G
- le sucre est du désoxyribose
- reste dans le noyau
l'ARNm
- ARN = acide ribonucléique
- est assez court
- est simple brin
- les bases azotées sont A, U, C, G
(la thymine T est remplacé par de l'uracile U )
- le sucre est du ribose
- est fabriqué dans le noyau puis va dans le
cytoplasme
2. mécanisme
La transcription de l'ADN en ARNm est réalisée grâce à une enzyme (comme une machine
miniature) : elle s'appelle l'ARN polymérase qui, comme son nom l'indique, polymérise de l'ARN !
vidéo
vidéo
L' enzyme se fixe sur l'ADN et écarte ses deux brins. Un seul brin est lu, on l'appelle " le brin
transcrit ". L'autre brin n'intervient pas, on l'appelle le brin non transcrit.
L'ARN polymérase se déplace et lit le brin transcrit : pour chaque nucléobase de l'ADN, elle ajoute
à l'ARNm en construction la nucléobase complémentaire :
quand elle lit un C, elle ajoute un G,
quand elle lit un G, elle ajoute un C,
quand elle lit un T, elle ajoute un A,
quand elle lit un A, elle ajoute un U.
Dès que le gène entier a été lu, l'ARNm formé se détache et sort du noyau par les pores de
l'enveloppe nucléaire. Les deux brins d'ADN qui avaient été écartés se réassocient et reforment la
double hélice, l'ARN polymérase s'éloigne.
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•
La séquence d'ADN donnée p.2 correspond au brin transcrit. C'est donc lui qui sera
transcrit par l'ADN polymérase. À partir des 15 premières lettres de cette séquence, trouver
la séquence en ARNm correspondante.
Séquence d'ADN brin transcrit
•
TATTTACCATATCAG
Construire à l'aide des boîtiers :
- le brin d'ADN transcrit de cette séquence,
- le brin d'ADN non transcrit correspondant,
- le brin d'ARNm qui sera fabriqué
III. la traduction
L'ARNm est alors dans le cytoplasme, il se fixe à un ribosome qui va assembler des acides
aminés selon les instructions qu'il porte. Le ribosome peut être libre dans le cytoplasme ou associé
au réticulum granuleux.
http://mpronovost.ep.profweb.qc.ca/BIONP1/TraductionProt.jpg
Les ribosomes lisent l'ARNm non pas lettre par lettre mais ils lisent des triplets ou des codons :
AUG, ACC, GUC, CCG....
Autour des ribosomes, dans le cytoplasme, se trouvent des ARN de transfert (= ARNt). Ce sont
des structures très courtes d'ARN qui transportent des acides aminés. Ce sont eux qui vont
apporter aux ribosomes les acides aminés nécessaires à la synthèse protéique.
En effet, il y a autant d'ARNt différents que d'acides aminés différents. Les ARNt possèdent une
courte séquence de 3 nucléotide appelée anticodon. Selon cette séquence l'ARNt ne portera pas
le même acide aminé.
Lorsque le ribosome lit un codon sur l'ARNm, le bon ARNt vient se placer dessus grâce à son
anticodon complémentaire. Cet ARNt apporte un acide aminé particulier (cet AA correspond à
l'anticodon donc au codon voulu). Un fois ce codon lu, le ribosome passe au suivant, tout en
assemblant les acides aminés successifs apportés par les différents ARNt.
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Les scientifiques ont découvert la correspondance entre codon d'ARNm et acide aminé. C'est le
code génétique.
Ce code est universel (valable pour toutes les cellules).
On dit aussi qu'il est dégénéré, c'est à dire qu'un AA peut être codé par différents codons (la
réciproque est fausse).
Méthode pour trouver l'acide aminé qui correspond à un codon :
Je prends la première lettre du codon dans le bandeau tout à gauche. Cette lettre correspond à
4 lignes.
Je prends la deuxième lettre du codon dans le bandeau du haut. Grace à cette lettre, je
sélectionne 4 solutions.
Avec la troisième lettre du codon dans le bandeau de droite, je trouve le bon acide aminé. Son
nom est en abrégé.
Bandeau
de
gauche
Bandeau
du
haut
Bandeau
de
droite
Notons la présence de 4
codons particuliers :
●
AUG qui est le
codon-initiateur,
il code pour de la
méthionine,
il
indique le début
de la synthèse
protéique.
●
UAA, UAG, UGA
qui
sont
des
codons-stop qui
provoquent l'arrêt
de la traduction.
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Voici un tableau qui donne les noms
en entier des acides aminés.
•
deviner quel est l'AA porté par un ARNt dont l'anticodon est CCC .
Le même filament d'ARNm peut être lu simultanément par plusieurs ribosomes en même temps.
Les polypeptides libérés peuvent ensuite subir des modifications et des maturations dans le REG
et l'appareil de Golgi. Elles sont transportées hors de la cellule et dans le système sanguin ou
encore à l'intérieur même de la cellule l'ayant synthétisée.
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