Cours Biologie cellulaire

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1 Cours Biologie cellulaire GLBE102_ L1-S1 Le Noyau et la Transcription

2 Généralités Un organite interphasique (disparaît en fin de prophase) Contient l ADN de la cellule = génome (sauf ADN mito. et chloroplastique) Stokage de l information génétique REPLICATION L ADN est sous forme de chromatine c.à d. associée à des prot. Histones Siège de la TRANSCRIPTION: = synthèse des ARNm, ARNr, ARNt Expression de l information génétique Le noyau contrôle les échanges avec le cytoplasme via les pores nucléaires

3 Structure du noyau (P50) Enveloppe nucléaire

4 Enveloppe et pores nucléaires (P50) Mb. Ext. = extension du réticulum (face cytoplasmiqu Mb. Int. séparée de la chromatine par la lamina. Espace périnucléaire entre ces deux membranes. Echanges entre noyau et cytoplasme (2 sens!)

5 Export/Import (P50)

6 La chromatine (P51) C est la forme de l ADN associée aux protéines histones et compactée en nucléosomes. On distingue: - L euchromatine peu condensée et accessible aux ARN polymérases (Transcription: ARNm et ARNt); -L hétérochromatine très condensée et inaccessible aux ARN polymérases («inactive»). E Structure de la chromatine Un collier de nucléosomes H x Nucléosomes Fibre nucléosomique

7 Compactage (P51) 5 histones (basiques): H1, H2A, H2B, H3, H4 1 nucléosome = 140 pb + 4X2 Histones (H2A) 2 (H2B) 2 (H3) 2 (H4) 2 1 tour de solénoïde = 6 nucléosomes + 6H1 Fibre nucléosomique: Euchromatine Solénoïde: Hétérochromatine

8 Nucléoles (P55) Transcription des ADNr (5,8s, 18s, 28s) à l exception de l ADNr 5s Plasticité Une Zone Granuleuse: ADNr + ARNr + Protéines ribo (RiboNucléoProtéines RNP) Une Zone Fibrillaire : ADNr + ARNr PAS délimité par une membrane Correspond aux constrictions secondaires des chromosomes ZG ZF

9 Photo de transcription

10 Transcription Généralités (P52) L ARN Polymérase polymérise ds le sens 5-3 Un seul brin est codant (gène)! Les ARN sont monocaténaires (1 seul brin) La transcription d un gène commence au niveau d une séquence d ADN promotrice: Le Promoteur Plusieurs ARN Polymérases transcrivent en série 1 même gène = nombreux ARN

11 3 ARN Polymérases, 3 étapes (P53) RNAPol I: ARNr (sauf 5S); RNApol II: ARNt; RNApol III: ARNm +5S Initiation Elongation Terminaison

12 Les ARN des eucaryotes sont souvent des Pré-mRNA La plupart des ARNm sont des transcrits I res, ou Pré-ARNm, de gènes morcelés (intron/exon) qui par épissage alternatif peuvent générer plrs ARNm différents (dans le noyau!) Donc 1 GENE = PLUSIEURS ARNm = PLUSIEURS PROTEINES Seulement 20 à gènes chez l homme!!!

13 Dogme central et épissage alternatif 1 gène = 1 ARNm = 1 Polypeptide ADN ARNm Polypeptide Transcription Traduction ADN Expression 1 gène = 1 pré-arnm = plusieurs ARNm = plusieurs Polypeptides! Pré-ARNm 2 ARNm différents 2 Polypeptides différents Transcription Epissage alternatif Traduction

14 Régulation de la transcription (P54) Les Facteurs de Trancription Généraux (FTG) initient: Les Facteurs de Régulation activent ou inhibent à distance +/-

15 Devenir des ARN (P56) ARNt ARNt - aminoacyl Exportation Traductions : 1. Cytoplasmique 2. Associée au Réticulum Endoplasmique Rugeux (ou Granuleux)

16 L ARNt (P58) o Petites molécules d'arn (70 à 90 nucl.) o Se lient par une extrémité (anticodon) à un codon de 3 nucléotides au niveau de l'arnm et par l autre extrémité à l AA déterminé par ce codon: Séquence polypeptidique alignée selon la séquence nucléotidique de l'arnm (code génétique) o Chaque ARNt porte un des 20 AA, sous forme d amino-acyl-arnt: Aminoacyl-ARNt synthétase

17 Le ribosome Grosse sous-unité: Liaisons des ARNt Petite sous-unité Liaisons de l ARNm 3 ARN + 49 protéines 1 ARN + 33 protéines Site catalytique de la synthèse protéique par mise en proximité des «acteurs» ARNm et ARNt-AA

18 L énergie de liaison est fournie par l hydrolyse de l aminoacyl-arnt et est catalysée par la peptidyl transférase qui est un ARNr! Initiation Mécanisme Elongation (en 3 étapes) Site P Site A Ribozyme P57 GTP Terminaison = codon Stop

19 Compartimentation de l expression des gènes: (P56) Noyau = Transcription Cytoplasme = Traduction Multiples niveaux de régulation!

20 Traduction cytoplasmique (P59) Dans le cytoplasme, les polyribosomes fournissent les protéines du cytoplasme et du noyau. 300 aa/20 s!

21 Traduction associée au RER: (P59) translocation dans la lumière du RER Fabrication des protéines du SMI, les protéines trans-membranaires et sécrétées. C est l ARNm qui spécifie le destin du polypeptide par la synthèse d une séquence signal peptidique (15 à 30 aa) N-ter reconnue par un récepteur du réticulum SRP (Signal Recognition Protein) Le polypeptide en cours de fabrication est cotransloqué dans la lumière du RER au travers de sa membrane (= Protéines transmembranaires)

22 Régulation de l expression (P56) 1/ contrôle de la transcription, 2/ L'épissage du transcrit primaire (contrôle de la maturation de l'arn), 3/ Contrôle de l export de l'arn, 4/ Contrôle de la dégradation de l'arnm 5/ Contrôle de la traduction, 6/ Contrôle de la maturation des protéines (modifications post-traductionnelles)

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