Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité SVT
Fiche de révision : L'expression de l'information génétique
La séquence de l’ADN, une information ; l’ARN et la transcription ; pré-ARNm, épissage et épissage alternatif ; le code génétique et ses propriétés ; la traduction par les ribosomes ; le phénotype à trois échelles et la régulation de l’expression des gènes.
Expression génétique : transcription, épissage, traduction
Fiche méthode
(SVT 1ʳᵉ spécialité · Transmission, variation et expression du patrimoine génétique · L’expression du patrimoine génétique)
La démarche face à une séquence ou à un document sur l’expression d’un gène
1. Je repère ce qui est donné : brin transcrit ou non transcrit (et son orientation), pré-ARNm ou ARNm, tableau du code, type cellulaire, condition étudiée.
2. Je passe d’une molécule à l’autre dans l’ordre : ADN → pré-ARNm (transcription) → ARNm (épissage) → protéine (traduction).
3. Je calcule : nombre de séquences possibles, longueurs avant et après épissage, nombre de codons et d’acides aminés.
4. Je conclus avec le vocabulaire exact : brin transcrit, ARN polymérase, exon, intron, codon, cadre de lecture, phénotype moléculaire, cellulaire, de l’organisme, expression réglée.
Cas 1 · Dénombrer des séquences
Réflexe — nombre de lettres possibles, puissance la longueur ; 1 nucléotide = 2 bits.
Exemple. Combien de chaînes de 5 acides aminés ? Combien de nucléotides pour coder un octet (8 bits) ?
205 = 3 200 000 chaînes, 3 125 fois plus que de séquences de 5 nucléotides.
8 bits ÷ 2 = 4 nucléotides.
Attention — 4n et non 4 × n.
Cas 2 · Écrire l’ARN transcrit d’un gène
Réflexe — brin non transcrit : recopier, T → U ; brin transcrit : complémentaire avec U, écrit de 5′ vers 3′.
Exemple. Brin non transcrit : 5′ ATG CTA GGT 3′. ARN ? Brin transcrit ?
ARN : 5′ AUG CUA GGU 3′.
Brin transcrit : 3′ TAC GAT CCA 5′.
Attention — jamais de T dans un ARN ; vérifier l’orientation 5′/3′ du brin donné.
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Cas 3 · Calculer des longueurs avant et après épissage
Réflexe — pré-ARNm = exons + introns ; ARNm = exons ; codons = ARNm ÷ 3 si tout l’ARNm est traduit.
Exemple. Exons de 150, 96 et 246 nucléotides ; introns de 700 et 1 200. L’ARNm est traduit de son premier à son dernier nucléotide.
Pré-ARNm : 2 392 ; ARNm : 492, soit 164 codons dont le stop : 163 acides aminés.
Attention — les introns sont transcrits, puis retirés ; ils ne comptent pas dans l’ARNm.
Cas 4 · Utiliser le tableau du code génétique
Réflexe — ligne = 1re base, colonne = 2e, puis la 3e dans la case.
Exemple. Que codent GAC et AGG ? Combien d’ARNm différents, de AUG au stop, codent le dipeptide Met – Trp ?
GAC → Asp ; AGG → Arg.
Met (1 codon) × Trp (1) × stop (3) : 3 ARNm.
Attention — de l’ARNm on déduit la protéine ; l’inverse n’est pas unique (redondance).
Cas 5 · Traduire un ARNm
Réflexe — chercher AUG, découper en triplets, traduire jusqu’au premier stop du cadre, sans le traduire.
Exemple. ARNm : 5′ CUAUGCCAGAUUGAAG 3′.
AUG | CCA | GAU | UGA : Met – Pro – Asp, 4 codons, 3 acides aminés.
Attention — ne pas découper depuis le premier nucléotide écrit (CUA UGC…).
Cas 6 · Expliquer un phénotype ou une différence d’expression
Réflexe — allèle → protéine → cellule → organisme ; deux cellules : même gène, ARNm présent ou absent.
Exemple. Hémophilie A : un allèle muté du gène du facteur VIII.
Molécule : facteur VIII absent ou inactif. Cellule : le caillot autour des plaquettes reste fragile. Organisme : saignements prolongés, que des injections de facteur VIII limitent.
Attention — une cellule qui ne fabrique pas une protéine possède quand même le gène.
Les pièges à éviter
- Écrire l’ARN comme la copie du brin transcrit : il en est le complémentaire.
- Laisser un T dans une séquence d’ARN, ou oublier d’écrire l’ARN de 5′ vers 3′.
- Compter les introns dans la longueur de l’ARNm, ou les oublier dans celle du pré-ARNm.
- Traduire le codon stop, ou découper les codons depuis le premier nucléotide au lieu d’AUG.
- Confondre redondance (plusieurs codons pour un acide aminé) et ambiguïté (un codon pour plusieurs).
- Dire qu’une cellule « a perdu » un gène qu’elle n’exprime pas, ou qu’une méthylation est une mutation.
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