Dans cet article, nous faisons le point avec toi sur un point essentiel du programme de SVT en classe de première : l’expression du patrimoine génétique.
Le patrimoine génétique
L’ADN
L’ADN, acide désoxyribonucléique, est une molécule en forme de double hélice, porteuse de l’information génétique. Plus exactement, les gènes sont des portions d’ADN, dont l’expression correspondant à des fonctions et caractéristiques. L’expression de ces gènes dépend de la présence des allèles, versions de ces gènes. Par exemple, pour le gène couleur des yeux, l’allèle brun donnera des yeux bruns à l’individu. L’ADN correspond donc au génotype, et son expression détermine le phénotype (ensemble des caractères visibles).
L’ADN est présent dans chaque cellule du corps, y compris dans les gamètes, cellules sexuelles, dont la fécondation résultera en une nouvelle combinaison allélique et donc une information génétique nouvelle héritée des deux parents.
La lecture de l’ADN
La transcription de l’ADN est le processus par lequel le génotype s’exprime, grâce aux protéines qui le lisent. Les gènes sont constitués de séquences de nucléotides, parmi quatre : Adénine, Guanine, Cytosine, Thymine, respectivement A, G, C et T.
Ces séquences nucléotidiques sont lues par l’ARN-polymérase, une enzyme, qui intervient notamment lors de la réplication de l’ADN préliminairement à la division cellulaire.
La transcription de l’ADN
L’enzyme ARN-polymérase permet de synthétiser un nouveau brin d’ADN à partir de l’un des deux initiaux, grâce à la complémentarité des bases azotées des acides (A avec T, C avec G). L’ARN utilise les mêmes nucléotides à l’exception de la thymine, remplacée par l’Uracile.
Plus précisément, on dit que le nouveau brin est un brin d’ARN, appelé ARN messager ou ARNm. Le bien initial est le brin transcrit, tandis que l’autre brin non utilisé comme modèle est non transcrit ou codant, puisqu’il a la même séquence nucléotidique que l’ARN messager, complémentaire au brin copié. Cette synthèse est la transcription d’un brin ADN en brin ARNm.
L’ARNm est déplacée du noyau au cytoplasme de la cellule.
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La traduction de l’ARN Messager
L’initiation
La traduction de l’ARN Messager débute par une première phase d’initiation. Dans le cytoplasme cellulaire, l’ARN messager est lu par des ribosomes, des complexes moléculaires formés de protéines : les ARN ribosomaux.
Un groupe de nucléotides AUG se positionne sur des groupes de trois nucléotides, et transcrit de même par complémentarité des bases azotées nucléotidiques les séquences de l’ARNm : il en résulte l’ARNt ou ARN de transfert.
La traduction et l’élongation
Chaque ARNt est associé à un acide aminé. La totalité des ARNt produits, un codon “stop” d’arrêt est synthétisé, il sert à arrêter la traduction. On dit que l’ADN est traduit.
La terminaison
Une fois arrivées au codon-stop, l’ARNm et l’ARNt se séparent, libérant ainsi une protéine : c’est la terminaison. La protéine est associée à une caractéristique ou fonction particulière et pourra agir au sein de la cellule.
Le code génétique
ADN et ARNm
Les séquences nucléotidiques et les acides aminés de l’ADN correspondent à des séquences et des protéines chez l’ARNm. Pour les nucléotides, la relation correspond à des codons de trois molécules et un acide aminé. Ces correspondances sont le code génétique.
Redondance du code génétique
Il y a 64 possibilités de codons, mais seuls 20 acides aminés correspondant à des protéines, ce qui fait qu’un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons. Certains codons tels que le codons d’initiation ou le codon-stop ont les fonctions particulières d’initier et de stopper la traduction, les protéines commencent ainsi toutes par le même acide aminé.
Ces possibilités attribuent au code génétique la caractéristique de redondance : on dit que le code génétique est redondant.
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