Cours Biologie cellulaire ULBI 101 _ L1-S1

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1 Cours Biologie cellulaire ULBI 101 _ L1-S1
Le Noyau et la Transcription

2 Généralités Un organite interphasique (disparaît en fin de prophase)
Contient l’ADN de la cellule = génome (sauf ADN mito. et chloroplastique) Stokage de l’information génétique REPLICATION L’ADN est sous forme de chromatine c.à d. associée à des prot. Histones Siège de la TRANSCRIPTION: = synthèse des ARNm, ARNr, ARNt Expression de l’information génétique Le noyau contrôle les échanges avec le cytoplasme via les pores nucléaires

3 Structure du noyau (P50) Enveloppe nucléaire

4 Enveloppe et pores nucléaires (P50)
Mb. Ext. = extension du réticulum (face cytoplasmique) Mb. Int. séparée de la chromatine par la lamina. Espace périnucléaire entre ces deux membranes. Echanges entre noyau et cytoplasme (2 sens!)

5 Export/Import (P50)

6 Structure de la chromatine Un collier de nucléosomes
La chromatine (P51) C’est la forme de l’ADN associée aux protéines histones et compactée en nucléosomes. On distingue: L’euchromatine peu condensée et accessible aux ARN polymérases (Transcription: ARNm et ARNt); L’hétérochromatine très condensée et inaccessible aux ARN polymérases (« inactive »). Structure de la chromatine Un collier de nucléosomes E x Nucléosomes Fibre nucléosomique H

7 Compactage (P51) 5 histones (basiques): H1, H2A, H2B, H3, H4
1 nucléosome = 140 pb + 4X2 Histones (H2A)2(H2B)2(H3)2(H4)2 1 tour de solénoïde = 6 nucléosomes + 6H1 Fibre nucléosomique: Euchromatine Solénoïde: Hétérochromatine

8 Nucléoles (P55) Transcription des ADNr (5,8s, 18s, 28s) à l’exception de l’ADNr 5s Plasticité Une Zone Granuleuse: ADNr + ARNr + Protéines ribo (RiboNucléoProtéines RNP) Une Zone Fibrillaire : ADNr + ARNr PAS délimité par une membrane Correspond aux constrictions secondaires des chromosomes ZG ZF

9 Photo de transcription

10 Transcription – Généralités (P52)
L’ARN Polymérase polymérise ds le sens 5’-3’ Un seul brin est codant (gène)! Les ARN sont monocaténaires (1 seul brin) La transcription d’un gène commence au niveau d’une séquence d’ADN promotrice: Le Promoteur Plusieurs ARN Polymérases transcrivent en série 1 même gène = nombreux ARN

11 3 ARN Polymérases, 3 étapes (P53)
RNAPol I: ARNr (sauf 5S); RNApol II: ARNt; RNApol III: ARNm +5S Initiation Elongation Terminaison

12 Les ARN des eucaryotes sont souvent des Pré-mRNA
La plupart des ARNm sont des transcrits Ires, ou Pré-ARNm, de gènes morcelés (intron/exon) qui par épissage alternatif peuvent générer plrs ARNm différents (dans le noyau!) Donc 1 GENE = PLUSIEURS ARNm = PLUSIEURS PROTEINES Seulement 20 à gènes chez l’homme !!!

13 Régulation de l’expression (P56)
1/ contrôle de la transcription, 2/ L'épissage du transcrit primaire (contrôle de la maturation de l'ARN), 3/ Contrôle de l’export de l'ARN, 4/ Contrôle de la dégradation de l'ARNm 5/ Contrôle de la traduction, 6/ Contrôle de la maturation des protéines (modifications post-traductionnelles)

14 Régulation de la transcription (P54)
Les Facteurs de Trancription Généraux (FTG) initient: Régulation activent ou inhibent à distance +/-

15 Devenir des ARN (P56) Traductions : Cytoplasmique
ARNt - aminoacyl ARNt Exportation Traductions : Cytoplasmique Associée au Réticulum Endoplasmique Rugeux (ou Granuleux)

16 L’ARNt (P58) Petites molécules d'ARN (70 à 90 nucl.)
Se lient par une extrémité (anticodon) à un codon de 3 nucléotides au niveau de l'ARNm et par l’autre extrémité à l’AA déterminé par ce codon: Séquence polypeptidique alignée selon la séquence nucléotidique de l'ARNm (code génétique) Chaque ARNt porte un des 20 AA, sous forme d’amino-acyl-ARNt: Aminoacyl-ARNt synthétase

17 Le ribosome Petite sous-unité Liaisons de l’ARNm Grosse sous-unité: Liaisons des ARNt 3 ARN + 49 protéines 1 ARN + 33 protéines Site catalytique de la synthèse protéique par mise en proximité des « acteurs » ARNm et ARNt-AA

18 Mécanisme P57 Initiation Elongation (en 3 étapes) Site P Site A
Ribozyme P57 GTP Terminaison = codon Stop L’énergie de liaison est fournie par l’hydrolyse de l’aminoacyl-ARNt et est catalysée par la peptidyl transférase qui est un ARNr!

19 Compartimentation de l’expression des gènes: (P56)
Noyau = Transcription Cytoplasme = Traduction Multiples niveaux de régulation!

20 Traduction cytoplasmique (P59)
Dans le cytoplasme, les polyribosomes fournissent les protéines du cytoplasme et du noyau. 300 aa/20 s!

21 Traduction associée au RER: (P59) translocation dans la lumière du RER
Fabrication des protéines du SMI, les protéines trans-membranaires et sécrétées. C’est l’ARNm qui spécifie le destin du polypeptide par la synthèse d’une séquence signal peptidique (15 à 30 aa) N-ter reconnue par un récepteur du réticulum SRP (Signal Recognition Protein) Le polypeptide en cours de fabrication est co-transloqué dans la lumière du RER au travers de sa membrane (= Protéines trans-membranaires)