Cours Génétique moléculaire (chap 1) 2023.pdf

Génétique moléculaire Chapitre 1: Les acides nucléiques Pr Bouchra CHEBLI 1  Introduction La génétique est une sous-discipline de la biologie. Du grec genno, ‘donner naissance’, c’est la science de l’hérédité, de la var...

Génétique moléculaire Chapitre 1: Les acides nucléiques Pr Bouchra CHEBLI 1  Introduction La génétique est une sous-discipline de la biologie. Du grec genno, ‘donner naissance’, c’est la science de l’hérédité, de la variation héréditaire et des gènes. La génétique étudie l’hérédité chez les organismes, les variations entre les organismes et la transmission des caractères d’une génération à une autre (entre géniteurs et descendants). L’information génétique gouverne les fonctions cellulaires, détermine largement l’apparence externe des individus, leurs aptitudes physiques et mentales et assure le lien entre générations chez toutes les espèces. 2  Un caractère est un aspect ou une propriété biologique (groupe sanguin …) dont on peut étudier le déterminisme génétique à travers sa transmission héréditaire Les différents caractères : couleur des yeux , couleur des cheveux , groupe sanguin, couleur de la peau sont des protéines qui s’exprime 3 L’étude de la génétique permet: D’évaluer la transmission éventuelle de certains caractères; D’expliquer et de prédire les modes de transmissions des caractères d’une génération à une autre. 4 Exemples d’applications de la génétique - En agriculture - Plantes transgéniques (obtention d’OGM) - En médecine - Diagnostic prénatal - Thérapie génique - Production de médicaments par la technologie de l’ADN recombinant - En criminologie - Identification de criminels - Confirmation de la paternité - Séquençage des génomes 5  La génétique pose trois types de questions qui ne répondent pas à l’ordre chronologique des découvertes : - Quelles sont la nature et les propriétés physico-chimiques du matériel génétique ? en 1944, Avery, Mc Leod et Mc Carthy ont démontré que le matériel génétique était de l’ADN. Morgan, en 1910, a démontré que les chromosomes sont le support du matériel génétique. - Quels sont les mécanismes qui assurent la transmission des caractères d’une génération à la suivante et les lois qui la régissent ? Gregor Johann Mendel (1822 – 1884) est reconnu comme le père fondateur de la génétique. Dans le jardin de son monastère de Berno en Moravie, Mendel a conduit une série d’expérimentations pendant une dizaine d’années sur le pois du jardin (Pisum sativum). Ses expériences, publiés en 1866, restèrent méconnus jusqu’à ce qu’ils soient reproduits et cités autour de 1900 par Carl Correns et d’autres chercheurs. Ces travaux sont alors reconnus comme fondement de la théorie de la transmission des caractères non seulement chez le pois mais chez tous les organismes supérieurs et sont à l’origine de ce qui est actuellement appelé les lois de Mendel qui définissent la transmission des caractères héréditaires entre des géniteurs et leurs descendants, discipline qui a pour nom « la génétique Mendélienne ». - Par quel processus le matériel héréditaire assure-t-il la réalisation des divers caractères qui définissent l’individu ? La réponse à cette question est abordée au niveau moléculaire, c’est-à-dire au niveau du fonctionnement métabolique de la cellule. 6  Le matériel génétique Les études cytologiques et génétiques ont montré que les chromosomes, qui sont le support de l’hérédité, sont faits principalement d’ADN. Les acides nucléiques sont les molécules d’hérédité Ils contiennent l’information génétique pour former les protéines dans le corps Conclusion: L ’ADN est le support de l’information génétique et de sa transmission chez tous les organismes (sauf les virus à ARN). 7 Le matériel Génétique Les acides nucléiques 8 Où trouve-t-on des acides nucléiques dans les cellules ? Ribosomes Eucaryotes Procaryotes ribosomes nucléoïde nucléole pili mitochondrie Appareil de flagelle Golgi Réticulum Membrane plasmique Endoplasmique paroie Rugueux (RER) noyaux Virus nucléole noyaux RER gp120 Ribosomes gp41 chloroplaste Protéines de la matrice Appareil de Golgi enveloppe mitochondrie ARN génomique Vacuole 9 paroie Que représentent les acides nucléiques dans une cellule ? 10 Les niveaux d’organisation des acides nucléiques Niveau 4: Niveau 3: Niveau 2: Niveau 1: La cellule et Les complexes Les macromolécules Les unités ses organites supramoléculaires monomériques 11  Définition Les acides nucléiques sont les molécules d’hérédité – ils contiennent l’information génétique pour former les protéines dans le corps Il y a deux types: – Acide désoxyribonucléique (ADN) – Acide ribonucléique (ARN) 12  Types d’acides nucléiques Acide désoxyribonucléique Acide ribonucléique ADN ARN 13  Structure des acides nucléiques Les acides nucléiques sont des polymères linéaires, formés d’unités monomériques appelées nucléotides. Un nucléotide est l’association d’un nucléoside à un, deux ou trois phosphates L’association base-sucre sans phosphate est appelée: nucléoside. 14 Composition et Structure des Nucléosides H C N3 4 5 CH b-D-Ribose Purine H H2C 2 1 6 CH HOC H2 O C N HOC H2 O N 5’ OH 6 5’ N1 5C 7 4’ H H 1’ 8CH 4’ H H 1’ Ribonucléosides H H HC 2 3 4 C 9 H H 3’ 2’ N N 3’ 2’ H OH OH OH OH ARN HOC H 5’ 2 O ou OH + ou H = H C C 4’ 1’ H H N3 4 5 CH N3 4 H H 5 CH 3’ 2’ OH H HC 2 1 6 CH H2C 2 6 CH 1 N HOC H2 O N b-2’-désoxy-D-Ribose Pyrimidine 5’ 4’ H H 1’ Désoxy-ribonucléosides H H Pentose Baze azotée 3’ OH H 2’ ADN 15 Composition et Structure des Nucléotides H H C C N3 4 5 CH N3 4 5 CH HC 2 6 CH O O HC 2 6 CH 1 1 HOC H2 O 5’ 4’ H H N 1’ + HO P OH O = HO P O O C H2 O 5’ 4’ H H N 1’ H H H H 3’ 2’ 3’ 2’ OH OH OH OH Nucléo ide s Acide phosphorique t Nucléo ide Deux molécules (2nd) (phosphate) Trois molécules (2nd) 16 Ensemble : Un nucléotide 17 Il y a quatre sortes de nucléotides: 18  Les acides nucléiques: Le sucre C’est un pentose (5 atomes de carbones) Il peut être de deux types: Structure chimique du ribose et du désoxyribose Le groupement phosphate peut se fixer soit en position 3’ soit en position 5’ du pentose. La base azotée est attachée au carbone en 1’ du pentose. 19  Les acides nucléiques: Structure générale Les bases azotées Les acides nucléiques sont constitués de 5 types de bases azotées: L’Adénine (A), la Guanine (G) et la Cytosine sont présentes dans l’ADN et l’ARN. La Thymine (T) n’est retrouvée que dans l’ADN. L’Uracile (U) n’est retrouvé que dans l’ARN. L’ A et la G ont comme structure de base un noyau purine. L’U, la T et la C ont comme structure de base un noyau pyrimidine. Chemical structure of nitrogenous bases 20  Les acides nucléiques: Le groupement phosphate Un nucléoside peut s’associer à un, deux ou trois groupes Phosphates. Les nucléotides peuvent avoir leurs groupements Phosphates en position 5’ ou en position 3’ du pentose. Le nucléotide peut être soit: – un nucléoside monophosphate NMP – un nucléoside diphosphate NDP – un nucléoside triphosphate NTP 21 22  Les acides nucléiques: La polymérisation (structure primaire) Aussi bien dans l’ADN que dans l’ARN les mononucléotides sont polymérisés pour former des polynucléotides, Les acides nucléiques sont synthétisés à partir de nucléosides 5‘-triphosphates. La polymérisation se fait par une liaison 3’-5’ phosphodiester qui engage le résidu OH en 3’ d’un nucléotide avec le groupement Phosphate en 5’ du nucléotide suivant. Cette liaison libère un groupe Pyrophosphate. 23 Mécanisme de la polymérisation de l’ADN. 24 Fragment d’une simple chaine d’ADN montrant les liaisons entre les nucléotides. 25  Les acides nucléiques: Structure générale La polymérisation Un nucléotide peut êtres schématisé de la façon suivant: 5’—N—3’ Les polynucléotides sont des molécules orientées. À une extrémité de la molécule on trouve un pentose qui a son groupement Phosphate en 5’ libre, et à l’autre extrémité, le pentose a son groupement hydroxyle en 3’ libre Cette polarité est à la base de la convention selon laquelle les polynucléotides sont lus dans le sens 5’ ---- 3’ Une séquence d’acide nucléique sera caractérisée par l’ordre de la disposition des bases azotées uniquement (puisque le pentose et le phosphate ne varient pas) Une séquence d’acide nucléique sera ainsi écrite (toujours dans le sens 5’---3’ 26  Les acides nucléiques: Structure générale La polymérisation La molécule ATP est utilisée par la cellule comme source d’énergie. Les liaisons entre les phosphates en α et β,entre β et ɣ sont riches en énergie. 27 28 Les acides nucléiques: Structure générale La polymérisation 29  Le matériel Génétique Structure de l’ADN L’ Acide désoxyribonucléique (ADN) est le support de l’information génétique chez presque tous les organismes vivants. L’ADN détermine aussi la nature de l’organisme (plante, grenouille ou humain) 30  Le matériel Génétique: L’ADN HISTORIQUE En 1869 : le Suisse Friedrich Miescher isole une substance riche en phosphore dans le noyau des cellules, qu'il nomme nucléine (du latin nucleus, le noyau) En 1889: l'Allemand Altmann sépare à partir de la nucléine, des protéines et une substance acide, l'acide nucléique En 1896 l'Allemand Kossel découvre dans l'acide nucléique les 4 bases azotées A, C, T, G ( cytosine, thymine et guanine) En 1928 : Levene et Jacobs ( identifient le 2 'désoxy D ribose En 1935 On parle alors d'acide désoxyribonucléique En 1944 Les travaux de Avery, Mac Leod et Mac Carthy instaure l'ADN comme base de l'hérédité En 1950 Chargaff découvre une complémentarité dans les bases azotées de l'ADN A avec T, C avec G 31 Nobel de médecine 1962 décerné à Crick, Watson et Wilkins 32  Le matériel Génétique: Composition de l’ADN L’ADN est une macromolécule d’acides nucléiques L’ADN est composée de sous-unités s’appellent «nucléotides» dont le pentose est le 2’ désoxyribose et dont les bases azotées sont: -Deux purines: A et G -Deux pyrimidines: C et T L’information contenue dans l’ADN ne peut venir que de l’ordre dans lequel les 4 bases A G C T se succèdent le long de la chaîne 33  Le matériel Génétique: Structure de l’ADN En 1953 WATSON et CRICK ont proposé le modèle de l’ADN en double hélice. Ce modèle aujourd’hui admis est basé sur des constatations expérimentales: La diffraction aux rayons X montre une structure hélicoïdale La densité de l’ADN suggère une constitution en deux chaînes de polynucléotides La chromatographie (séparation et quantification des 4 bases de l’ADN) montre une composition en bases variables entre organismes différents; constante dans les tissus du même organisme. La quantité de bases puriques est égale à celle des bases pyrimidiques: A+G=C+T A+G/C+T=1 Les lois de Chargaff : La quantité d’adénine est toujours égale à la quantité de thymine et la quantité de guanine est toujours égale à la quantité de cytosine (A=T et G=C). 34 Les paires de bases - - - G+C En revanche le rapport d’asymétrie: R= ≠1 A+T Le pourcentage en GC dans une molécule d’ADN est caractéristique d’une espèce donnée. 35  Le matériel Génétique Structure de l’ADN Les nucléotides (A, G, C et T) peuvent se lier les uns aux autres par leur sucre (désoxyribose) et leur groupement phosphate : liaison forte phosphate-désoxyribose. 36  Le matériel Génétique Structure de l’ADN Hypothèse de Crick et Watson: A peut s'apparier avec T et C avec G: A avec T: deux liaisons hydrogène (liaisons faibles). C avec G: trois liaisons hydrogène 37  Donc: Deux chaînes de nucléotides peuvent s'unir l'une à l'autre si leurs bases sont complémentaires (A face à T et C face à G). 38  UNE Molécule d’ADN à deux brins Les deux brins ont une orientation anti-parallèle (en direction opposée) Un est dans le sens 5’-3’, l’autre est dans le sens 3’—5’. 39  Les deux brins d’ADN sont associés par des liaisons faibles (liaisons hydrogène) faciles à rompre par la chaleur ou en milieu alcalin (soude La séparation des deux brins d’ADN est appelée dénaturation et elle est réversible La réassociation des deux brins d’ADN est appelée renaturation ou hybridation L’appariement entre les bases est spécifique, seuls deux combinaisons sont possibles le A avec le T et le C avec le G Cette complémentarité entre les bases fait que la séquence d’un brin peut être déduite de la séquence de l’autre 40 Structure tertiaire de l’ADN 3,4 Å de résolution En 1953, James Watson et Francis Crick découvraient la structure de l’ADN en établissant que les deux brins d’ADN étaient complémentaires. 41 L'orientation entre les liaisons donne une structure en forme de double hélice: 42 III.2.a. La double hélice d’ADN (Structure IIIaire) Sillon mineur Sillon Sillon majeur majeur Sillon mineur 43  Des changements de conformation des sucres et de la base produisent différentes formes d’hélices. Sur le plan structural, l'ADN existe sous trois principales formes hélicoïdales différentes: B A Z La conformation de la double hélice d’ADN dépend de la conformation du sucre, de la base par rapport au sucre, nombre de nucléotides par pas d’hélice, sillon, diamètres et sens de l’axe centrale. 44  A, B (la plus fréquente) Z (la plus rare), selon la séquence et la concentration ionique du milieu. Ces trois structures se différencient schématiquement par une torsion, un enroulement et une orientation différente et donc une accessibilité plus ou moins importante des bases 45 1. Dans la cellule, l’ADN est sous forme B (forme hydratée) avec une hélice droite Il présente un grand sillon (point de contact principal des protéines exemple protéines de régulation) et un petit sillon 2. Si molécule d’ADN est déshydratée et cristallisée, la perte de molécules d’H 2 O provoque une légère modification de la double hélice c’est la forme A C’est une forme spécifique lors de la transcription A la fin de la transcription, l’ARN se détache et l’ADN reprend sa forme B Le nombre de pb/ tour est de 11 3. Expérimentalement, de courtes molécules d’ADN constituées exclusivement de G et de C, la double hélice n’est pas droite elle est gauche, forme Z (où la chaîne des phosphates prend une allure en zigzag L'axe passe par le petit sillon et présente 12 pb/ tour 46  L’ADN dans sa forme B est formé de deux chaînes polynucléotidiques (double brin d’ADN) enroulées l’une autour de l’autre en hélice droite (dans le sens de l’aiguille d’une montre) Dans ce modèle, le nombre de paires de bases par tour d’hélice (au nombre de 10 fait 3,4 nm. 47 Schéma d’une forme B de la double hélice ADN 48  Donc : Catégories de l’ADN selon l’état d’enroulement - La structure primaire de l’ADN est une chaîne de nucléotides joints par des liaisons phosphodiester. - La structure secondaire de l’ADN est sa configuration tridimensionnelle – sa structure hélicoïdale de base. - La structure tertiaire correspond au surenroulement de l’ADN en chromosomes. 49 Structures quaternaires de l’ADN chez les eucaryotes Une cellule humaine contient environ 2 m d’ADN repartis dans 46 chromosome qui Sont renfermés dans un noyau de 6 µM. Les chromosomes sont tous constitués d’une seule molécule d’ADN qui est condensée Par la formation de différents niveaux d’enroulements ou boucles 50  En résumé La double hélice ADN est composée de deux brins hélicoïdales complémentaires appariés par des liaisons hydrogènes entre les bases. Dans la double hélice, les deux brins d’ADN sont antiparallèles 51  Le matériel Génétique L’ADN/La notion de Tm Melting temperature ou température de fusion Tm ou Tf Lorsqu’un ADN bicaténaire est progressivement chauffé, les deux brins de la molécule se séparent par suite de la rupture des liaisons hydrogène qui les maintiennent appariés Le passage de la forme double brin à la forme simple brin se traduit par une augmentation de la densité optique mesurée au spectrophotomètre à 260 nm (longueur d’onde où l’ADN absorbe). Ce passage est brutal d’où l’allure sigmoïde de la courbe. Le point d’inflexion correspond à la température de fusion Tf ou Tm, une très faible variation de la température autour du Tm fait passer la molécule de la forme bicaténaire à la forme simple brin. La Tm d’une séquence d’ADN (de 25 pb en moyenne) est fonction de la composition en paires AT et CG 52  Le matériel Génétique L’ADN/l’hybridation Association spontanée, spécifique et réversible de deux brins d’ADN complémentaires. Elle est :  spécifique : une séquence d’ADN monobrin s’apparie à la séquence qui lui est complémentaire.  réversible : En jouant sur les conditions expérimentales (température) on peut entrainer ou briser (dissociation) l’hybridation de deux molécules d’ADN. 53  L'ARN Les structures différentielles de l'ADN et de l'ARN 54  Structure et fonction de l’ARN L'ARN diffère de l'ADN par: Sa structure simple brin Dans l'ARN le sucre est le ribose et non le désoxyribose La thymine (T) dans l'ADN, est remplacée par l'uracile (U) dans l’ARN L'ARN est synthétisé à partir de l'ADN au cours de la transcription L'ARN est le matériel génétique de certains virus : virus à ARN. L'enzyme transcriptase inverse permet à certains virus à ARN de synthétiser de l'ADN à partir de l'ARN 55  Différences entre l’ADN et l’ARN Caractéristique ADN ARN Structure générale Deux brins tordus en Un brin droit forme d’une double hélice Sucre Désoxyribose Ribose Bases azotées Adénine, thymine, Adénine, uracile, guanine et guanine et cytosine cytosine Fonction Le matériel génétique Aide à fabriquer les qui forme les gènes protéines Location dans la cellule Dan le noyau Commence dans le noyau mais il peut se déplacer dans le cytoplasme 56 57  Structure et fonction de l’ARN La classification des ARN est liée à leurs fonctions. Chaque type d'ARN possède des éléments structuraux propres. – L’ARN messager (ARNm): il provient de la transcription de l'ADN. Il sert de matrice pour la traduction en protéine. – L’ARN de transfert (ARNt): il véhicule les acides aminés vers les ribosomes au cours de la traduction (on parle alors d'ARNt- aminoacyl). – L'ARN ribosomique(ARNr): il s'associe à des complexes protéiques pour former le ribosome qui servira de support pour la synthèse des protéines lors de la traduction. 58  Structure et fonction de l’ARN ARN messagers (ARNm) Représentent 5% de l'ARN. Les ARNm sont monocaténaires et ont une durée de vie très courte. Ce sont des copies en ARN de l'ADN contenu dans les gènes : leur séquence est complémentaire de certaines séquences de l'ADN. La synthèse de l’ARNm est réalisée dans le noyau, puis la molécule d’ARNm est exportée dans le cytoplasme, où elle sera traduite en protéines grâce aux ribosomes. Fonction des ARNm Ils sont les intermédiaires entre l'ADN et les protéines, donc support temporaire de l’information génétique. 59  Structure et fonction de l’ARN ARN de transfert (ARNt) Représente 15% de l'ARN Ils présentent plusieurs particularités structurales liées à leur fonction: – Petite taille: de 73 à 93 nucléotides. – Structure typique en trèfle, avec de nombreuses régions en structure II (appariement de bases). – Existence d'un anticodon: triplet de nucléotides, complémentaire des codons de l'ARNm – L'extrémité 3'OH fixe l'acide aminé correspondant au codon de l'ARNm. – Présence de séquence CCA (constante pour tous les ARNt) – Présence de nombreux nucléotides modifiés (environ 1 sur 10). Les ARNt sont synthétisés à partir de l’ADN, dans le noyau. Ils passent ensuite dans le cytoplasme, où ils jouent un rôle fondamental dans la traduction en apportant les acides amines aux ribosomes. Ils sont qualifies d'adaptateurs. Il existe une soixantaine d'ARNt différents. 60 61  Structure et fonction de l’ARN Les ARN ribosomaux (ARNr) Les ARNr sont synthétisés dans le noyau, s'assemblent au niveau des nucléoles avec les protéines, puis passent dans le cytoplasme Les ARNr représentent 80% de l'ARN et sont localisés au niveau des ribosomes. Les ribosomes sont des particules à base de 35% de protéines et 65% d'ARN. Chez les procaryotes: La grande sous-unité ribosomique 50S des procaryotes contient les ARNr suivants : ARNr 23S (2904 nucléotides chez E. coli) ; ARNr 5S ; il n'est pas lié à l'ARNr 23S. La petite sous-unité ribosomique 30S contient l'ARNr suivant : ARNr 16S (1541 nucléotides chez E. coli). 62 Chez les eucaryotes: La grande sous-unité ribosomique 60S des eucaryotes est composée de 49 protéines et des ARNr suivants : – ARNr 28S chez les animaux (5 070 nucléotides chez l'homme) – ARNr 5,8S (156 nucléotides chez l'homme) ; dans le ribosome, l'ARNr 5,8S est lié à l'ARNr 28S ; – ARNr 5S (121 nucléotides chez l'homme), lié ni à l'ARNr 28S ni à l'ARNr 5,8S. La petite sous-unité ribosomique 40S est composée de 33 protéines et d'un ARNr : – ARNr 18S (1 869 nucléotides chez l'homme). Les ARNr 28S, ARNr 5,8S et ARNr 18S sont synthétisés dans le nucléole tandis que l'ARNr 5S est synthétisé à l'extérieur du nucléole, dans le nucléoplasme, mais toujours dans le noyau. 63  Structure et fonction de l’ARN Les ARN ribosomaux (ARNr) Les ribosomes sont présents: Dans le cytoplasme à l‘état libre. Dans le cytoplasme, liés au réticulum endoplasmique (protéines à destination membranaire ou intra-organite). Dans les mitochondries et les chloroplastes Fonction: les ribosomes interviennent dans la synthèse des protéines "traduction", à partir des ARNm 64  Structure et fonction de l’ARN D'autres ARN jouent un rôle important: Les petits ARN nucléaires de 100 190 pb small nuclear RNA, snRNA) impliqués dans l'épissage du pré ARNm et la maturation de l'ARNr Les petits ARN nucléolaires d'environ 100 pb small malcolar RNA, snoRNA impliqués dans les modifications et la maturation des ARNr Les introns du groupe 1 (group 1 intron) ARN aux capacités d'auto épissage présents dans les ARN 28 S Les microARN microRNA miRNA) ARN non codant d'environ 22 pb Ces ARN interviennent dans la régulation post transcriptionnelle et de la traduction Les petits ARN d'interférence small interfering RNA, siRNA) ARN issus d'ARN double brin et jouant un rôle dans la dégradation d'ARN dont ils sont complémentaires 65 Structure et fonction de l’ARN 66  Organisation du matériel génétique chez l’Homme Chez l’homme, on estime la longueur de l’ADN à 3,2 milliards paires de bases 2 m par génome haploïde. Dans le noyau, l’ADN s’associe à des protéines (Histones et non Histones), à des ARN, et subit un haut degré de condensation pour qu’elle puisse s’y tenir La chromatine est la substance nucléaire qui fixe les colorants basiques Dans le noyau interphasique elle se présente comme un mélange de fibres irrégulières dont le diamètre est variable en fonction du degré d’empilement Le chromosome métaphasique représente la forme la plus compacte de la chromatine 67  Organisation du matériel génétique chez l’Homme L'ADN est compacté dans le noyau en ensembles, les chromosomes On distingue 23 paires de chromosomes dans la cellule humaine, chacun ayant une composition en séquence caractéristique et donc unique Vingt deux paires sont aussi appelées autosomes et la vingt troisième paire est constituée par les chromosomes sexuels X et Y Les chromosomes ne présentent pas la même taille, le plus petit étant le chromosome 21 et le plus grand le chromosome 1 pratiquement cinq fois plus gros 68  Génome Humain Le génome humain est constitué de deux génomes: Le génome nucléaire situé dans le noyau de la cellule (souvent appelé par défaut le génome humain) Le génome mitochondrial localisé dans les mitochondries 69  Génome Humain Dans le noyau, le génome humain est constitué d'environ 3,2 milliards de paires de nucléotides (on dit aussi paires de bases, pb Le nombre de gènes codant pour des protéines n'est pas connu avec précision. Il est estimé actuellement entre 20 000 et 25 000 Ce nombre n'inclut pas les gènes codant pour des ARN non codant (tels que les ARN de transfert, ribosomaux, les microARN et les petits ARN nucléolaires snoARN 70  Génome Humain Événement majeur dans l'histoire de l'humanité, la publication de la quasi-totalité du génome humain date de février 2001. À ce jour, on connaît la succession des nucléotides sur 99 % du génome humain. La quasi-totalité du génome a été identifiée en 2003 (annonce du 14 avril 2003). 71  Génome Humain Sur le génome, on peur distinguer la partie codante de l'ADN constituée des gènes puis les pseudogènes et les séquences non codantes Seule une faible partie du génome (environ 5 code pour des protéines Une partie minime (environ 0 5 est constituée de pseudogènes. Le reste du génome est constitué d’introns et d'ADN intergénique 72  Génome Humain Le gène: Un gène est un segment d'ADN contenant l'information nécessaire pour la production d'un ARN (transcription) qui sera traduit en protéine (traduction). Un gène peut coder pour plusieurs protéines par épissage alternatif Un gène est une entité discontinue dans laquelle les parties codantes (Exons) sont en général séparées entre elles par des parties non codantes (Introns) éliminées au cours de la maturation de l'ARNm. Promoteur: En amont du gène en 5', se trouve la région promotrice ou promoteur et la séquence régulatrice de la transcription du gène. Introns Certains introns jouent un rôle important dans la régulation de l'expression d'un gène. 73  Génome Humain L’ADN mitochondrial C'est un ADN nu double brin (brin H/L) circulaire et non lié aux protéines D’environ 16,5 kb Il existe deux à dix molécules d'ADN/cellule Une cellule contient jusqu'à 100000 mitochondries L’ADN mitochondrial à un taux de mutations environ dix fois plus élevé que l'ADN du noyau Il n'a pas de système de réparation, ni d'histones 74  L’ADN mitochondrial La différences entre L’ADN nucléaire et mitochondrial : 75 76