De l`ADN à l`ARNm : la transcription

25.11.09 UE.2.2.S1

Compétence 4 Cycles de la vie et grandes fonctions

TD n° 6 : La synthèse des protéines

Animatrice : WACH Mélanie

Secrétaire : WAGNER Dorian

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WAHL Laura WALTER Virginie WIGNO Elise ZINCK Mélanie UNTEREINER Justin

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I.

Compétence 4 Cycles de la vie et grandes fonctions

De l’ADN à l’ARNm : la transcription

1. Un intermédiaire indispensable : l’ARNm a) Une comparaison ADN-ARNm Comparez la structure de l’ADN et de l’ARNm. ADN (Acide Désoxyribonucléique): 2 brins (double hélices), bases azotées (Adénosine, Cytosine, Guanine, Thymine). ARNm (Acide Ribonucléique messager): 1 brin (une hélice), base azotée (Adénosine, Cytosine, Guanine, Uracile b) Mise en évidence du rôle de l’ARNm A l’aide des docs 1 et 2, expliquez pourquoi l’ADN ne peut pas diriger directement la synthèse des protéines. La molécule d’ADN se trouve dans le noyau de la cellule alors que la synthèse des protéines se fait dans le cytoplasme. Il faut donc une copie de l’ADN qui puisse trouver l’enveloppe nucléaire. 1) A partir des résultats, expliquez où se forment les molécules d’ARN, et que deviennent-elles ? -

Sur le cliché A nous remarquons que l’ARN possédant le précurseur radioactif se situe dans le noyau. Sur le cliché B nous remarquons que l’ARN possédant le précurseur radioactif se situe dans le cytoplasme.

On peut en conclure que l’ARN se forme dans le noyau et migre vers le cytoplasme. 2) En quoi cette expérience met en évidence le rôle de l’ARNm ? Cette expérience met en évidence le rôle messager de l’ARN qui permet de faire passer l’information de l’ADN dans le cytoplasme pour la formation de protéine.

2. Le mécanisme de la transcription 1) A partir de ces informations issues des docs 4 et 5, dites quel est le brin transcrit. Le brin transcrit est le brin 2 car on voit que le T se transforme en A, le A en U, le G en C, le C en G. 2) Comparez la séquence de l’ARNm et celle du brin non transcrit de l’ADN : que remarquezvous ? La séquence de l’ARN et celle du brin non transcrit de l’ADN sont les mêmes, on constate juste une différence, c'est-à-dire que la thymine (T) est remplacé par l’uracile (U). 2

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II.

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De l’ARNm aux protéines : la traduction

1. Le code génétique a) Approche expérimentale du code génétique A partir de ces résultats, expliquez quelle hypothèse est validée. L’hypothèse 3 est validée. A neuf nucléotides corresponds 3 acides aminés, nous pouvons donc en déduire que 3 nucléotides de l’ARNm codent pour un acide aminé. b) Le principe du code génétique 1) Quel acide aminé code le codon GUC ? le codon GGA ? -

L’acide aminé qui code le codon GUC est la valine. L’acide aminé qui code le codon GGA est glycine.

2) Que remarquez-vous pour les codons UGA, UAA, et UAG ? On remarque que les codons UGA, UAA, et UAG sont des codons stop. 3) A quels codons correspond l’acide aminé sérine ? L’acide aminée sérine correspond aux codons :      

UCU UCC UCA UCG AGU AGC

2. Le mécanisme de la traduction

…INFORMATION…

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III.

L’utilisation des connaissances sur la synthèse des protéines pour comprendre les conséquences possibles d’une mutation

1. Un premier exemple : la myopathie de Duchenne 1) En vous aidant de toutes les informations précédentes, indiquez quels sont les acides aminés 109 à 114 de la dystrophine. La séquence polypeptidique est : Glycine ; Leucine ; Isoleucine ; Tryptophane ; Asparagine ; Isoleucine

2) Pour bien comprendre les effets possibles d’une mutation, déterminez les conséquences sur la séquence polypeptidique formée si :  Le gène possède un nucléotide T au lieu de C en position 12 Glycine ; Leucine ; Isoleucine ; Codon stop ; Asparagine ; Isoleucine 

Le gène possède un nucléotide T au lieu de A en position 15

Glycine ; Leucine; Isoleucine ; Tryptophane ; Lysine ; Isoleucine 

Le gène possède un nucléotide T au lieu de C en position 6

Glycine ; Leucine ; Isoleucine ; Tryptophane ; Asparagine ; Isoleucine

2. Un deuxième exemple : synthèse d’hormones et code génétique 1) Déterminez la séquence de ces deux hormones Cas de l’ocytocine : Cystéine ; Tyrosine ; Isoleucine ; Glutamine ; Asparagine ; Cystéine ; Proline ; Leucine ; Glycine Cas de l’ADH : Cystéine ; Tyrosine ; Phénilalanine ; Glutamine ; Asparagine ; Cystéine ; Proline ; Arginine ; Glycine

2) Comparez le nombre des différences observées entre les deux brins d’ADN d’une part, et les deux chaînes polypeptidiques d’autre part, et expliquez pourquoi des différences dans la séquence des nucléotides n’entraînent pas forcément des différences dans la séquence des acides aminés. Il y a 6 différences entre les 2 brins d’ADN et 2 différences entre les 2 chaînes polypeptidiques. Plusieurs codons codent pour le même acide aminé, donc la séquence n’est pas forcément transformée si quelques nucléotides changent. 4

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3. Un troisième exemple : insuline et diabète A l’aide des trois docs fournis, expliquez quelle est la cause de certains diabètes. La sérine du sujet sain est transformée en tyrosine chez le sujet atteint de diabète, et la leucine chez le sujet sain est transformée en sérine chez le sujet atteint de diabète. Les numéros 23 et 24 de la chaine B ont été changés, or c’est grâce à eux que l’insuline se fixe sur les organes cibles. L’insuline du diabétique ne peut donc plus se fixer sur les organes cibles. C’est un cause du diabète.

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