Ordre des chapitres : 1 – 3 – 2 – 4 1.

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1 Ordre des chapitres : 1 – 3 – 2 – 4 1

2 L’EXPRESSION DU PATRIMOINE GÉNÉTIQUE
Chapitre 2 L’EXPRESSION DU PATRIMOINE GÉNÉTIQUE

3 PLAN DU CHAPITRE 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

4 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

5 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Problématique : Qu’est-ce qu’une protéine ?

6 Qu’est-ce qu’une protéine ?

7 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Les protides sont les constituants du vivant. Acides aminés Polypeptides = polymères d’acides aminés Protéines = polypeptides fonctionnels

8 Les acides aminés sont les briques du vivant.
Il existe 20 AA dans le monde vivant.

9 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Les acides aminés forment des chaînes polypeptidiques Monopeptide = un seul peptide = 1 seul acide aminé Oligopeptide = 2 à 10 peptides (dipeptide, tripeptide…) Polypeptide = plus de 10 peptides Une liaison peptide est une liaison entre le pôle amine d’un 1er acide aminé et le pôle acide d’un second acide aminé.

10 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Le lysosyme est une protéine constituée de 129 acides aminés. Elle est présente dans la salive, les larmes, les muqueuses… Elle a un rôle antibactérien. Sa structure primaire est LYS-VAL-PHE-GLY-ARG… La structure primaire d’une protéine est l’ordre d’enchaînement des acides aminés.

11 Le sang contient plusieurs millions de globules rouges (hématies)
Qu’est-ce qu’une protéine ? Structure quaternaire d’une protéine Le sang contient plusieurs millions de globules rouges (hématies)

12 Chaque hématie renferme 300 millions de pigments d’hémoglobine.
Qu’est-ce qu’une protéine ? Chaque hématie renferme 300 millions de pigments d’hémoglobine. Chaque pigment est constitué de 2 chaînes alpha de 141 AA et 2 chaînes bêta de 146 AA, enfermant chacune un hème ferreux

13 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Comment définir la structure quaternaire ?

14 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Livre p. 52 La structure d’une protéine est définie par sa structure primaire et sa structure quaternaire.

15 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Livre p. 53 Protéines de structure et protéines de fonction

16 Qu’est-ce qu’une protéine ?
Livre p. 53 Protéines de structure et protéines de fonction

17 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

18 Relation entre protéine et ADN
Livre p. 53 Qu’est-ce qu’un gène ?

19 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

20 Où a lieu la synthèse des protéines ?
Transfert de l’information Problématique : Où a lieu la synthèse des protéines ?

21 Transfert de l’information
Zoom

22 Transfert de l’information
Zoom

23 Transfert de l’information

24 Transfert de l’information
Expérience d’autoradiographie Pulse de 3 mn de cellules acineuses de pancréas (de cobaye) dans un milieu contenant de la leucine tritiée. Puis chasse en milieu froid. Prélèvements réguliers de cellules et autoradiographie

25 Transfert de l’information
Expérience d’autoradiographie t = 0 = début du pulse t = 3 mn Résultats : la radioactivité intracellulaire est figurée en rouge t = 10 mn t = 40 mn t = 120 mn

26 Transfert de l’information
Expérience d’autoradiographie t = 0 = début du pulse t = 3 mn t = 10 mn t = 40 mn t = 120 mn

27 Transfert de l’information
Expérience d’autoradiographie t = 0 = début du pulse t = 3 mn t = 10 mn t = 40 mn t = 120 mn

28 Transfert de l’information
Expérience d’autoradiographie t = 0 = début du pulse t = 3 mn t = 10 mn t = 40 mn t = 120 mn

29 Transfert de l’information
Expérience d’autoradiographie t = 0 = début du pulse t = 3 mn t = 10 mn t = 40 mn t = 120 mn

30 Comment se fait le transfert de l’information ?
Problématique : L’ADN est le détenteur des plans de fabrication des protéines. Il reste dans le noyau or la synthèse des protéines a lieu hors du noyau. Comment se fait le transfert de l’information ?

31 Expérience de nucléosynthèse
Pulse de 15 mn de cellules acineuses de pancréas (de cobaye) dans un milieu contenant de l’uridine marquée. Puis chasse en milieu froid. Prélèvements réguliers de cellules et autoradiographie (voir Nathan 153-3)

32 Expérience de nucléosynthèse
t = 0 = début du pulse t = 15 mn t = 60 mn t = 90 mn

33 Expérience de nucléosynthèse
t = 0 = début du pulse t = 15 mn t = 60 mn t = 90 mn

34 Expérience de nucléosynthèse
t = 0 = début du pulse t = 15 mn t = 60 mn t = 90 mn

35 Expérience de nucléosynthèse
t = 0 = début du pulse t = 15 mn t = 60 mn t = 90 mn

36 Transfert de l’information
Livre p. 54

37 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

38 Comment l’ADN est copié en ARN ?
La transcription Problématique : Comment l’ADN est copié en ARN ?

39 Les molécules d’ARN - sont des chaînes d’acides nucléiques
La transcription : 1) Les ARN Les molécules d’ARN - sont des chaînes d’acides nucléiques - se distinguent de l’ADN par leurs singularités

40 ADN : l’ossature du nucléotide est le désoxyribose
La transcription : 1) Les ARN 1) Le sucre des acides nucléiques ADN : l’ossature du nucléotide est le désoxyribose ARN : l’ossature du nucléotide est le ribose

41 ADN : A – T – G – C ARN : A – U – G – C La transcription : 1) Les ARN
2) Les bases azotées des acides nucléiques ADN : A – T – G – C Adénine  d-Adénosine Thymine  d-Thymidine Guanine  d-Guanosine Cytosine  d-Cytidine ARN : A – U – G – C Adénine  r-Adénosine Uracile  r-Uridine Guanine  r-Guanosine Cytosine  r-Cytidine

42 La transcription : 1) Les ARN
3) La structure caténaire [Nathan p.55 doc. 3b]

43 La transcription : 1) Les ARN
4) La taille des acides nucléiques Les ARN sont des petites molécules en comparaison des molécules d’ADN formées de plusieurs millions de paires de nucléotides

44 La transcription : 2) Les mécanismes
Un gène comprend une unité de transcription encadrée par un promoteur et un signal d’arrêt.

45 L’ARN polymérase se fixe sur l’ADN lorsque le promoteur est démasqué
La transcription : 2) Les mécanismes L’ARN polymérase se fixe sur l’ADN lorsque le promoteur est démasqué

46 La transcription : 2) Les mécanismes
La transcription est orientée 3’ 5’ Le sens est imposé par le promoteur.

47 La chaîne d’ARN est rejetée en dehors de l’ARN polymérase.
La transcription : 2) Les mécanismes La chaîne d’ARN est rejetée en dehors de l’ARN polymérase.

48 La transcription se poursuit jusqu ’au signal d’arrêt.
La transcription : 2) Les mécanismes La transcription se poursuit jusqu ’au signal d’arrêt.

49 La transcription : 2) Les mécanismes
[Nathan p.59 doc.3a]

50 La transcription : 2) Les mécanismes
Livre p. 55

51 La transcription : 2) Les mécanismes

52 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

53 Quel est le système de correspondance?
Le code génétique Problématique : L’ARN porte un message codé en séquences nucléotidiques alors que la protéine est constituée de séquences polypeptidiques. Quel est le système de correspondance?

54 Le code génétique

55 Le code génétique Message codé Code : Message traduit RENDEZ-VOUS…
A=1 B=2 C=3 … Message traduit RENDEZ-VOUS…

56 méthionine-histidine-cystéine… RENDEZ-VOUS… en acides aminés
Le code génétique AUGCACUGU… Message codé Code : Code Génétique A=1 B=2 C=3 … en acides nucléiques Message traduit méthionine-histidine-cystéine… RENDEZ-VOUS… en acides aminés

57 Le code génétique est le système de correspondance entre les suites nucléotidiques de l’ARN et les suites d’acides aminés de la protéine fabriquée.

58 Le code génétique Livre p. 56

59 Le code génétique

60 Le code génétique Livre p. 57

61 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

62 La traduction

63 La traduction On distingue 3 phases : L’initiation L’élongation La terminaison

64 La traduction

65 La traduction Les polysomes sont des unités de fabrication de polypeptides

66 La traduction Livre p. 59 La synthèse d’une chaîne polypeptidique se réalise dans le cytoplasme au niveau des ribosomes assemblés sur un brin d’ARNm (au niveau d’un polysome)

67 La traduction Livre p. 58

68 La traduction Livre p. 58

69 La traduction

70 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

71 Comment est-ce possible?
Du Génome au protéome Livre p. 60 Problématique : Alors que le génome humain comporte environ gènes, le protéome est beaucoup plus important. Comment est-ce possible? Qu’est-ce que le génome ? Qu’est-ce que le proténome ?

72 L’ADN est copié en pré-ARNm, lequel subit une maturation.
Du Génome au protéome Livre p. 60 L’ADN est copié en pré-ARNm, lequel subit une maturation.

73 Du Génome au protéome Livre p. 60 Exemple de la bêta-globine.

74 Du Génome au protéome

75 Du Génome au protéome Livre p. 60 Les gènes sont morcelés (on parle aussi de gènes « mosaïque »)

76 Du Génome au protéome Livre p. 61 Un ARNm n’est pas toujours formé des mêmes exons codants. Les gènes subissent un épissage alternatif. Un gène peut être transcrit et ensuite épissé mais de façon alternative (selon l’instant ou la cellule où il s’exprime par exemple). Ainsi un même gène peut être à l’origine de plusieurs protéines.

77 Du Génome au protéome Livre p. 61

78 Du Génome au protéome Livre p. 61 3 exemples d’épissages alternatifs…

79 1 – QU’EST-CE QU’UNE PROTÉINE ?
2 – RELATIONS ENTRE PROTÉINE ET ADN 3 – LE TRANSFERT DE L’INFORMATION GÉNÉTIQUE 4 – LA TRANSCRIPTION 5 – LE CODE GÉNÉTIQUE 6 – LA TRADUCTION 7 – DU GÉNOME AU PROTÉOME 8 - BILAN TD : Le transfert de l’information

80 Bilan

81 Bilan Livre p. 66

82 Bilan Livre p. 65 1970 à 1980

83 2001 – séquençage de l’ADN humain
Bilan Livre p. 65 1970 à 1980 2001 – séquençage de l’ADN humain

84 Bilan