Biologie cellulaire 101-SN1 - SA Automne 2024 PDF

101-SN1 - SA - AUTOM NE 2 02 4 SARAHDGHY N LOUISSAINT Plan du cours 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction 17.2 La transcription est la synthèse de l’ARN à partir de l’ADN: une étude détaillée 17.3 Dans les cellules eucaryotes, l’ARN...

101-SN1 - SA - AUTOM NE 2 02 4 SARAHDGHY N LOUISSAINT Plan du cours 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction 17.2 La transcription est la synthèse de l’ARN à partir de l’ADN: une étude détaillée 17.3 Dans les cellules eucaryotes, l’ARN est modifié après avoir été transcrit 17.4 La traduction est la synthèse d’un polypeptide à partir de l’ARN messager: une étude détaillée 17.5 Les mutations d’un ou de quelques nucléotides peuvent modifier la structure et la fonction des protéines 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Les principes généraux de la transcription et de la traduction Synthèse des protéines pour produire des caractères spécifiques (phénotype) 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Les principes généraux de la transcription et de la traduction Le dogme de la biologie moléculaire reste central chez les procaryotes tant que les eucaryotes, mais dans les cellules eucaryotes, des modifications post-transcriptionnelles sont effectuées avant la traduction en protéines 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Les principes généraux de la transcription et de la traduction Gène: séquence d’ADN codant pour une protéine Composés de centaines ou de milliers de paires de bases (pb) Séquence de nucléotides spécifique pour chaque gène Transcription: Synthèse d’ARN à partir de l’information contenue dans l’ADN ADN et ARN: Les 2 acides nucléiques présentent des formes différentes du même langage. l’ADN sert de matrice* (template) pour l’assemblage de l’ARN (la transcription inclut la synthèse de tout type d’ARN à partir d’ADN) *l’ADN (brin matrice) sert aussi de matrice pour de l’ADN (brin complémentaire) lors de la réplication 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Les principes généraux de la transcription et de la traduction ARNm : Instructions fournies par un gène en vue de vue de la construction d’une protéine ARN messager (ARNm) joue le rôle de messager génétique entre l’ADN et le dispositif de synthèse protéique de la cellule 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Les principes généraux de la transcription et de la traduction Traduction : Synthèse d’un polypeptide à partir des informations contenues dans l’ARNm Passage d’une à une autre: La cellule doit traduire la séquence de nucléotides d’une molécule d’ARN en une séquence d’acides aminés appartenant à un polypeptide. Ribosomes: Lieu où se déroule la traduction Complexes moléculaires permettant l’assemblage des acides aminés dans l’ordre dicté par l’ARNm. Formation de chaînes polypeptidiques 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Les principes généraux de la transcription et de la traduction Les bactéries n’ont pas de noyau. Donc: L’ADN et l’ARN bactériens ne sont pas séparés des ribosomes pour la synthèse protéine par une membrane nucléaire. La traduction d’un ARNm commence pendant que sa transcription est en cours. Transcription et traduction se produisent au même endroit au même moment 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Le code génétique Les codons: des triplets de nucléotides 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Le code génétique Le décryptage du code 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction Le code génétique Le décryptage du code Le code génétique est universel: il est le même chez des organismes aussi différents que la plus simple des bactéries jusqu’aux animaux et aux végétaux les plus complexes. On pet donc insérer un gène étranger dans un organisme et ce dernier va l’exprimer. 17.1 Les gènes codent pour les protéines par l’intermédiaire de la transcription et de la traduction 17.2 La transcription est la synthèse de l’ARN à partir de l’ADN: une étude détaillée Les composants moléculaires de la transcription 1.Une enzyme appelée ARN polymérase écarte les deux brins d’ADN et commence la synthèse d’une chaîne directement sur la matrice 2.l’ARN polymérase se délace le long de l’ADN et transcrit un seul brin de la double hélice en ARNm (brin matrice dans le sens 5'-> 3') 3.l’ARN polymérase se détache de l’ADN, la double hélice d’ADN se referme et le transcrit d’ARN est libéré. Promoteur : Séquence d’ADN à laquelle l’ARN polymérase se lie pour commencer la transcription. Guide qui oriente le travail de l’ARN polymérase 17.2 La transcription est la synthèse de l’ARN à partir de l’ADN: une étude détaillée La synthèse d’un transcrit d’ARN L’élongation du brin d’ARN Élongation​ L’ARN polymérase se déplace le long de l’ADN, déroule la double hélice et transcrit un seul brin (brin matrice : 5’ -> 3’) en ARNm.​ Elle synthétise le brin d’ARNm en ajoutant des ribonucléotides complémentaires au brin matrice 17.2 La transcription est la synthèse de l’ARN à partir de l’ADN: une étude détaillée La synthèse d’un transcrit d’ARN La terminaison de la transcription Terminaison Procaryotes ⚬ La transcription se poursuit jusqu’au terminateur (signal de terminaison) dans l’ADN Eucaryotes ⚬ Une séquence de polyadénylation sur l’ADN code pour un signal de polyadénylation (AAUAAA) dans l’ARN prémessager 17.3 Dans les cellules eucaryotes, l’ARN est modifié après avoir été transcrit La modification des extrémités de l’ARN prémessager Épissage 17.3 Dans les cellules eucaryotes, l’ARN est modifié après avoir été transcrit Les gènes discontinus et l’épissage de l’ARN 17.3 Dans les cellules eucaryotes, l’ARN est modifié après avoir été transcrit L’importance des introns au point de vue de la fonction et de l’évolution 1 seul gène (une seule séquence d’ADN) = plusieurs protéines possibles 17.4 La traduction est la synthèse d’un polypeptide à partir de l’ARN messager: une étude détaillée Les composants moléculaires de la traduction La structure et la fonction de l’ARN de transfert 17.4 La traduction est la synthèse d’un polypeptide à partir de l’ARN messager: une étude détaillée Les composants moléculaires de la traduction La structure des ribosomes et leur fonction 17.4 La traduction est la synthèse d’un polypeptide à partir de l’ARN messager: une étude détaillée La synthèse d’un polypeptide La liaison au ribosome et l’initiation de la traduction 17.4 La traduction est la synthèse d’un polypeptide à partir de l’ARN messager: une étude détaillée La synthèse d’un polypeptide L’élongation de la chaîne polypeptidique 17.4 La traduction est la synthèse d’un polypeptide à partir de l’ARN messager: une étude détaillée La synthèse d’un polypeptide La terminaison de la traduction Un facteur de terminaison du site A ajoute une molécule d’eau au lieu d’1 a.a. et permet au dernier a.a du site P de se détacher du ribosome 17.5 Les mutations d’un ou de quelques nucléotides peuvent modifier la structure et la fonction des protéines Mutations : Modification sur l’information génétique d’une cellule ⚬ à l’origine de l’immense diversité des gènes présents parmi les organismes, car première source de nouveaux gènes Mutations ponctuelles : Modifications chimiques touchant une seule paire de bases nucléotidiques d’un gène ⚬ Si ce type de mutation apparaît dans une gamète (ovule, spermatozoides) ou d’une cellule productrice de gamètes -> Transmise aux prochaines générations ⚬ Si ce type de mutation a des effets nocifs -> On parle d’anomalie génétique ou de maladie héréditaire 17.5 Les mutations d’un ou de quelques nucléotides peuvent modifier la structure et la fonction des protéines Mutations ponctuelles: Modifications chimiques touchant une seule paire de bases nucléotidiques d’un gène Exemple : Anémie à hématies falciformes Modification d’une seul nucléotide (A au lieu de T) du gène de la β-globine, un des polypeptides de l’hémoglobine = protéine anormale 17.5 Les mutations d’un ou de quelques nucléotides peuvent modifier la structure et la fonction des protéines Les catégories de mutations à petite échelle Les substitutions 17.5 Les mutations d’un ou de quelques nucléotides peuvent modifier la structure et la fonction des protéines Les catégories de mutations à petite échelle Les insertions et les délétions 17.5 Les mutations d’un ou de quelques nucléotides peuvent modifier la structure et la fonction des protéines Les catégories de mutations à petite échelle Les nouvelles mutations et les mutagènes Mutations spontanées: Erreurs survenues lors de la réplication ou la recombinaison de l’ADN ⚬ Dans de nombreux cas, l’erreur sera corrigée par les systèmes de réparation, sinon l’erreur (ex. un base incorrecte) dera utilisée à la prochaine réplication, causant une mutation. ⚬ Taux d’occurrence: environ 1 nucléotide sur 10^10 Mutagènes: Agents physiques ou chimiques interagissant avec l’ADN et provoquant des changements. ⚬ Agents physiques : Rayons X, Rayonnement UV, etc. ⚬ Agents chimiques: ￭ Ressemblent aux nucléotides normaux de l’ADN et s’insèrent dans la molécule pendant sa réplication -> Entraînent des mauvais appariements. ￭ S’insèrent dans l’ADN et déforment la double hélice -> Entravent la réplication ￭ Modifient chimiquement les bases -> Altèrent leur capacité d’appariement Du gène à la protéine : Résumé