Collège Notre Dame de Jamhour Classe : 1ère S

THEME 1A : Expression, stabilité et variation du patrimoine génétique

Chapitre 3 : L’expression du patrimoine génétique

TD- 5 : La protéosynthèse, un processus à deux étapes

Les gènes sont les plans de construction des protéines; un gène étant un fragment d’une molécule d’ADN et une protéine étant un assemblage séquencé d’acides aminés. L’ADN est contenu dans le noyau des cellules et ne le quitte pas par incompatibilité de taille avec les pores nucléaires. Cependant, l’information qu’il détient est utilisée par la cellule dans un milieu extranucléaire.

Problématique : Quelles sont les caractéristiques du mécanisme de la protéosynthèse ? Comment expliquer que le nombre des gènes est inférieur au nombre de protéines fabriquées ?

I-Objectifs méthodologiques :

- Observer-interpréter-conclure - Etablir un tableau de comparaison - Se familiariser avec les fonctionnalités du logiciel adnarn - Se familiariser avec le lexique scientifique en langue anglaise

II- Objectifs cognitifs :

- Savoir la structure de l’ADN et sa localisation - Reconnaître les acteurs et le mécanisme de la transcription - Reconnaître les acteurs et le mécanisme de la traduction - Reconnaître les caractéristiques du code génétique - Comprendre l’importance de l’effectif du protéome par rapport au génome.

A- Molécule ADN : Lieu et plan de construction

A1 - Structure de l’ADN :

Rappel à partir du Power point Structure de l’ADN (Ctrl+ click+Ok)

B – Transcription : 1ère étape de la protéosynthèse.

B1-Lieu de la transcription : Que révèle l’expérience ci-dessous ?

B2-Rôle de l’ARN : Quelle information est mise en évidence à partir de ce graphe ?

B3-Mécanisme de la transcription :

- Ouvrir le logiciel adnarn (Ctrl+ click+Ok) - Cliquer sur Transcription (commencer par le Brin Codant = NonTranscrit) - Saisir la séquence d’ADN suivante : AAA TTT CCC GGG - Cliquer sur saisie terminée - Suivre les démarches proposées

a- Quel est le double rôle de l’ARNm polymérase ? b- Dans le cas naturel, quelle est la particularité du 1er codon (3 nucléotides) de l’ARNm ? * Recommencer en cliquant sur Transcription (commencer par le Brin non Codant = Transcrit) c-Quelle caractéristique de l’ARNm est mise en évidence par rapport au brin codant? d- Quel est le sens de la transcription, en d’autres termes le sens du passage de l’ARNm- polymérase ? Et celui de l’élongation de l’ARNm ? B4- Comparaison ADN/ARN : a- A l’aide des documents ci-dessous comparer sous forme de tableau les molécules ADN et ARNm.

Chimiquement très proche de l’ADN, l’ARN s’en distingue par le sucre qui entre dans sa composition (Ribose dans l’ARN, désoxyribose dans l’ADN). Par ailleurs, dans l’ARN il n’y a pas de thymine T mais de l’uracile U. Il existe plusieurs types d’ARN : l’ARN assurant le transfert de l’information génétique est qualifié d’ARN messager ARNm.

ADN non transcrit ATG CCC GGG………. ADN transcrit TAC GGG CCC……. ARNm AUG CCC GGG ….

Début de la séquence d’ADN d’un gène dirigeant la synthèse d’une protéine et celle de l’ARN correspondant

B5-Observation microscopique de la trancription :

Transcritpion d’un gène observée au microscope électronique : Transcription à la chaîne.

B6- Rédiger le bilan de la transcription à partir de l’animation Transcription .

C- Traduction : 2ème étape de la protéosynthèse

C1-Lieu de la traduction : Préciser à partir du document ci-dessous ainsi que de l’animation Bilan-Protéo.swf le lieu de la traduction de l’ARNm en protéine.

C2-Mécanismes de la traduction : - Ouvrir le logiciel adnarn (Ctrl+ click+Ok) - Cliquer sur Traduction - Saisir la séquence d’ARNm suivante : AUG CCC GGG UUU - Cliquer sur saisie terminée puis sur Initiation - Suivre les démarches proposées en cliquant sur l’icône du code génétique - Cliquer sur Elongation et suivre les démarches proposées

* Recommencer en cliquant sur Traduction - Saisir la séquence d’ARNm suivante : AUG CCC UGA UUU - Suivre les démarches proposées

a- Que constatez-vous ?

C3-Code génétique A partir du document ci-dessous et du ppt Code génétique , citer les caractéristiques du code génétique utilisé dans la traduction.

C4- Rédiger le bilan à partir de l’animation TRADUCTION

D- Du génome au protéome : La maturation de l’ARN pré-messager, précurseur, en ARN messager

Alors que le génome humain comporte environ 25 000 gènes, le protéome ou ensemble des protéines produites est beaucoup plus important.

Un gène, neuf protéines

D1-A partir des documents ci-dessus et de l’animation Epissage-Excision., expliquer la différence entre le nombre de gènes du génome et le nombre de protéines du protéome.

D2-Variabilité de l’expression d’un gène

E- Bilan général de la

protéosynthèse . Voir le power point Protéosynthèse bilan.