A B Synthèse de protéines dans le cytosol On met en culture des cellules normales et des cellules auxquelles on a retiré le noyau (cellule énucléée). On ajoute au milieu de culture un acide aminé radioactif. Les cellules sont ensuite lavées afin d’éliminer les acides aminés radioactifs libres (non incorporés aux protéines), puis photographiées grâce à une technique qui permet de localiser la radioactivité sous la forme de points noirs. Suivi de L’ARN dans la cellule Le cliché A représente une autoradiographie de cellule qui a été cultivée pendant 15 minutes en présence d’un précurseur radioactif spécifique de l'ARN. Ce précurseur est « marqué » par du tritium (3H) qui est un isotope radioactif de l'hydrogène. Le cliché B est l'autoradiographie d'une cellule semblable exposée pendant 12 minutes à ce même précurseur radioactif, puis cultivée pendant une heure et demie sur un milieu contenant, entre autres, des précurseurs non radioactifs. Recherche d’acides nucléiques dans le cytoplasme Dans le cytoplasme des cellules eucaryotes, des analyses chimiques montrent une absence d’ADN mais l’existence de molécules d’acide ribonucléique (ARN). Dans l’expérience suivante, des cellules de bactéries sont traitées par une ARNase (enzyme qui permet de détruire l’ARN). Les résultats obtenus sont présentés ci-dessous : Conditions Résultats Extraits de bactéries Synthèse des protéines Extraits de bactéries + ARNase Pas de synthèse des protéines A B

L’expression de l’information génétique

Les composants de l’ARN Ribose Uracile

L’ARN Extrémité 5’ Extrémité 3’

L’ARNt Structure en « feuille de trèfle » de l’ARNt (structure II) Structure repliée de l’ARNt en « L » (structure III)

La liaison codon/anticodon Acide aminé

Etape 1: Liaison entre l’aa et l’ ARNt Etape 2: Liaison codon/ Liaison à haut potentiel d’énergie (C-ter de l’aa et 3’OH) de l’ARNt Acide aminé (tryptophane) ARNt Etape 1: Liaison entre l’aa et l’ ARNt Etape 2: Liaison codon/ anticodon Amino-acyl ARNt synthétase ARNm L’aa est donc sélectionné par son codon!

Le code génétique DEUXIEME BASE AZOTEE U C A G PREMIERE BASE AZOTEE UUU UUC UUA UUG phénylalanine leucine UCU UCC UCA UCG sérine sérine sérine sérine UAU UAC UAA UAG tyrosine stop UGU UGC UGA UGG cystéine tryptophane TROISIEME BASE AZOTEE CUU CUC CUA CUG CCU CCC CCA CCG proline proline proline proline CAU CAC CAA CAG histidine histidine glutamine glutamine CGU CGC CGA CGG arginine arginine arginine arginine AUU AUC AUA AUG isoleucine méthionine ACU ACC ACA ACG thréonine thréonine thréonine thréonine AAU AAC AAA AAG asparagine lysine AGU AGC AGA AGG sérine sérine arginine GUU GUC GUA GUG valine GCU GCC GCA GCG alanine alanine alanine alanine GAU GAC GAA GAG ac.aspartique ac.aspartique ac. glutamique GGU GGC GGA GGG glycine glycine glycine glycine A G

Comparaison des ribosomes procaryotes et eucaryotes   Procaryote Ribosome 70S eucaryote Ribosome 80S Petite sous unité ARN 16S + 20 chaînes polypeptidiques Sous unité 30S ARN 18S Sous unité 40S Grosse sous unité ARN 23S ARN 5S + 30 chaînes polypeptidiques Sous unité 50S ARN 28S ARN 5,8S Sous unité 60S

Synthèse des ARNr chez les Procaryotes

Le nucléole

La transcription Brin codant = brin sens = brin + a2bb’w Brin codant = brin sens = brin + 5’ vers 3’ Des gyrases suppriment les contraintes de torsion. Brin matrice = brin non codant = brin antisens = brin -

Initiation Elongation Terminaison

Organisation de l’opéron lactose chez les Procaryotes (E. coli) z+ : gène codant la β-galactosidase y+ : gène codant la galactosidase perméase a+ : gène codant la transacétylase z+, y+ et a+ sont 3 cistrons ou gènes codant 3 enzymes nécessaires à l’utilisation du lactose Séquence consensus sur laquelle se fixe l’ARN polymérase après reconnaissance Site d’initiation de la transcription Région non transcrite Région transcrite Séquence non codante

Comparaison des séquences promotrices de différents gènes (sens) Séquence consensus: séquence idéalisée d’une région donnée d’un acide nucléique ou d’une protéine dans laquelle chaque position représente la base ou l’acide aminé rencontré le plus fréquemment. Comparaison des séquences promotrices de différents gènes (sens)

Découverte d’une séquence consensus des promoteurs

La transcription observée au MET figures en « arbre de Noël » : plusieurs molécules d’ARNm de longueurs différentes, en cours de formation . Plusieurs ARN polymérases se succèdent le long d’un même segment d’ADN et entament la fabrication « à la chaîne » d’ARN m identiques, qui seront autant de copies d’un même gène.  

5’ 3’ Gène 1 Gène 2 Gène 4 Gène 3 2 gènes non chevauchants 2 gènes chevauchants Les promoteurs positionnent l’ARN polymérase et définissent ainsi les unités de transcription.