TP 8 : La synthèse des protéines

TP 8 : De l’ARNm à la protéine
Objectifs :
- cognitifs : Quelle correspondance existe-t-il entre ARNm et protéine ?
- méthodologiques : Utilisation du logiciel Anagène
Matériel :
- Logiciel Anagène
- Annexe 1 : Fiche technique d’Anagène : Comparaison moléculaire
ILe code génétique
1- Hypothèse sur le code génétique
Il existe 20 acides aminés différents, le nombre d’acides aminés d’une protéine et l’ordre suivant lequel ils sont
assemblés caractérise cette protéine. Or il n’existe que 4 nucléotides sur la molécule d’ARNm (A,U,G,C).
Activités
et déroulements des activités
Capacités et principaux
critères d’évaluation
Q1 : À combien de nucléotides de la molécule d’ARN messager doit
correspondre un acide aminé sur la protéine ? Pour répondre a cette question
écrire les différents arrangements possibles correspondant aux codages à un, à
deux et à trois nucléotides. (présenter vos hypothèses sous forme d’un tableau).
Traiter des données
(R1)
2- Approches expérimentales du code génétique
La molécule d'ARN messager, porteuse de l'information génétique, ne possède que 4 types différents de
nucléotides. Afin de tester l'hypothèse d'une correspondance entre une séquence de nucléotides et une séquence
d'acides aminés, Nirenberg et Matthaei (1965) ont réussi à synthétiser in vitro des ARNm de synthèse à partir de
ribonucléotides libres: poly U, poly C, etc. Ils ont mis les ARNm de synthèse en présence d'extraits cellulaires
contenant notamment des ribosomes et ont ajouté des acides aminés. Ils ont ainsi obtenu, in vitro, la synthèse de
polypeptides dont ils ont déterminé la séquence.
Séquence ARNm
de synthèse
UUUUUUUU
AAAAAAAA
GGGGGGGGG
CCCCCCCCC
ACACACACA
AACACACAA
Polypeptide synthétisé
phénylalanine-phénylalanine-phénylalanine
Lysine-lysine-lysine
Glycine-glycine-glycine
proline-proline-proline
thréonine-histidine-thréonine
asparagine-thréonine-glutamine
Q2 : Quelles hypothèses cette expérience permet-elle d’infirmer ? de confirmer ?
Justifier votre réponse.
Traiter des données
(R1)
3- Réalisation du tableau du code génétique
Q3 : Représenter dans un tableau les éléments du code génétique qui peuvent
être déduits des résultats de cette expérience.
A partir du logiciel Anagène à partir de l’icône thèmes d’études ouvrir le fichier
Expression de l’information génétique/Globine alpha/ gène et ARNm codant.
On veut étudier l’ARNm et la protéine correspondante, pour se faire
Sélectionner cette séquence, puis demander la conversion de celle-ci en
séquence peptidique (icône Convertir). (cocher la case résultats dans la
Traiter des données
(R1)
Utiliser l’outil informatique
(T3)
fenêtre affichage/édition)
Réaliser la même opération pour la globine bêta.
Q4 : Compléter dans le tableau de la question 3 les éléments du code génétique
qui peuvent être déduits des comparaisons des séquences de nucléotides et
d’acides aminées proposés.
Traiter des données
(R1)
Dans le menu Fichier, cliquer sur Créer. Créer une séquence d’ARNm simple
de quelques nucléotides et demander la conversion en acides aminés. Créer
différentes séquences (judicieusement choisies) pour trouver les éléments
manquant de votre tableau.
Q5 : Que remarquez-vous ?
II-
Le mécanisme de synthèse des protéines
1- Les données de la microscopie électronique : Etude d’une électronographie d’un polysome
Q6 : Décrire en quelques lignes vos observations
Q7 : Emettre une hypothèse sur le rôle des ribosomes
Saisir des données en relation
avec le problème
(I)
2- Le rôle des ribosomes dans la synthèse des protéines.
Q8 : A partir de l’animation proposée faîtes un schéma bilan expliquant de
manière simple le mécanisme de traduction de l’ARNm en protéines.
Rappeler la séquence d’ARNm de la globine alpha et bêta ainsi que sa séquence
protéique.
Q9 : Proposer une explication au début et à la fin de la traduction d’un ARNm en
protéine.
Utiliser les modes de
représentation des sciences
expérimentales
(C2)
Saisir des données en relation
avec le problème
(I)