TP 5 Du génome au protéome Thème 1 : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique. TP 5 Du génome au protéome

Ce que l’on sait déjà …

Comment 30 000 gènes peuvent-ils coder pour Problématique Le génome humain (ensemble des gènes de l’organisme) est actuellement estimé à 30 000 gènes alors que le protéome (ensemble des protéines produites) est estimé à 500 000 à 5 000 000 protéines. ? 30 000 gènes  500 000 à 5 000 000 protéines Comment 30 000 gènes peuvent-ils coder pour 5 000 000 protéines ?

Un schéma annoté d’une cellule qui réponde à la problématique.  Production attendue Un schéma annoté d’une cellule qui réponde à la problématique. Supports Critères de réussite

Objectifs ● Comprendre comment un gène peut coder pour plusieurs protéines ● Saisir des informations et les mettre en relation avec le problème posé ● utiliser les logiciels Génigen, Anagène et Word Supports Production Critères de réussite

Supports ● De l’ADN à l’ARN pré-messager : la transcription : - Électronographie de la fabrication de l’ARN à partir de l’ADN - Rôle d’une enzyme : l’ARN polymérase - Les mécanismes de la transcription (animation) ● De l’ARN pré-messager aux ARN messagers : - Comparaison de l’ADN, de l’ARN pré-messager et de l’ARN messager de la β globine avec Anagène Maturation de l’ARN pré-messager en ARN messager : Utiliser ce document word pour comprendre les résultats obtenus avec Anagène Penser à enregistre le fichier sous votre nom avant de l’utiliser - Formation de plusieurs ARN messagers à partir d’un ARN pré-messager : l’épissage alternatif : - 1 gène  9 protéines - 1gène  5 protéines ● De l’ARN messager à la protéine : la traduction : - Les organites impliqués : les ribosomes - Les mécanismes de la traduction (animation) Production Critères de réussite

Critères de réussite ● Sont représentés et légendés : - le noyau et le cytoplasme - la molécule d’ADN - les introns et les exons de l’ARN pré messagers (par des couleur différentes) - la maturation de l’ARN pré messager en plusieurs ARN messagers - le mouvement des molécules - le devenir des différents ARN m dans le cytoplasme (sans le détail des séquences de nucléotides ni des séquences d’acides aminés) - les organites impliqués dans la traduction de l’ARN messager en protéine - un zoom de la transcription avec le détail des nucléotides et l’enzyme impliquée - un zoom de la traduction avec le détail des séquences de nucléotides et d’acides aminés ● Le travail est terminé dans le temps imparti. Supports Production

Comparaison ADN/ARN pré messager et ARN messager avec Anagène Utiliser les fonctionnalités du logiciel Anagène pour réaliser la comparaison (comparaison simple) des séquences du gène, de l’ARN pré-messager et de l’ARN messager de la β globine (le fichier est situé dans le dossier du TP) vous pouvez utiliser le bouton pour identifier le nombre de nucléotides (bases) dans chaque cas. Supports Production Critères de réussite

1 gène  9 protéines Supports Production Critères de réussite

Epissage alternatif du gène GH1  Le gène GH1 est transcrit en un ARN pré-messager qui peut subir des maturations différentes du fait de l'association d'exons différents ; il en résulte 5 variants d'ARNm possibles. Le fichier joint (gene-hormone-de-croissance-gh1.edi) propose 5 copies de l'ARN pré-messager associées chacune à un des 5 variants de l'ARNm. Le logiciel "Génigen" permet après sélection du pré-message et du variant de faire afficher la position des exons dans l'ARN pré-messager (« action » « recherche des exons», cocher « conserver les exons »). Ce travail effectué sur les 5 couples ARN pré-messager et ARNm permet de comprendre la notion d'épissage alternatif. Utiliser les fonctionnalités du logiciel Genigen pour localiser sur l’ARN pré-messager les exons qui composent les 5 variants d’ARN messager (penser à changer de couleur d’un variant à l ’autre). Comparer le nombre, la taille et la position des exons de ces 5 variants. Expliquer comment un gène (GH1) peut produire 5 protéines différentes. Supports Production Critères de réussite