Tp6 Du gène à la protéine (partie 2) 1 TP 6 Du gène à la protéine (partie 2). I - Niveau : première S La synthèse des protéines

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1 Tp6 Du gène à la protéine (partie 2) I - Niveau : première S La synthèse des protéines II- Extrait de programme : La traduction permet la synthèse cytoplasmique de chaînes polypeptidiques. La séquence des acides aminés est gouvernée par celle des nucléotides de l ARN messager suivant un système de correspondance, le code génétique. Ce code génétique est universel et dégénéré. La traduction débute au codon d initiation et s arrête au codon stop. III Principe et objectif Principe : Etude de la traduction à partir d expérience et de anagène Objectif : La deuxième étape de la synthèse des protéines est la traduction. Le code génétique permet le passage de l ARN aux protéines. IV- Matériel nécessaire Logiciels «ANAGENE» 1 TP 6 Du gène à la protéine (partie 2).

2 V Activités élèves Acquis : La première étape de la synthèse des protéines est la transcription. Elle permet la synthèse de l ARN messager, molécule «transportant» l information génétique hors du noyau, dans le cytoplasme, où a lieu la synthèse des protéines. Problème : Comment passe-t-on de l ARN messager à la protéine? Activités et déroulement des activités 1- La traduction de l information génétique: Capacités testées et critère d évaluation Ouvrir le logiciel «anagène» sélectionner «fichier» et «thèmes d études» ou cliquez sur l icône Choisir«expression de l information génétique» puis «globine béta» «gène et ARNm codant», Cliquer sur «OK» Puis sélectionner la ligne «Bêta ARNm codant» Cliquer sur«traiter» puis «convertir les séquences» ou sur l icône Choisir «peptidique» puis «traduction simple» et «résultat dans la fenêtre d affichage/édition» Valider en cliquant sur «OK» Noter la longueur de la séquence d ARNm et celle du polypeptide qui résulte de la traduction du message génétique à l aide de l icône Formuler une première hypothèse sur le nombre de nucléotides qui codent pour un acide aminé. Utilisation correcte du logiciel Saisie de données Sans fermer la fenêtre, Dupliquer la séquence d ARNm (Béta ARNm codant), pour cela sélectionner la séquence, et cliquer sur «Edition» «Dupliquer la séquence»). Nous allons modifier cette seconde séquence d ARNm ; pour cela, il faut d abord la «déprotéger» : 2

3 Sélectionner la séquence dupliquée. Cliquer sur «Options» puis désélectionner «Protéger les données». Inverser la séquence en cliquant sur «Edition» «Inverser la séquence». Elle s affiche en «i-bêta ARNm codant». Traduire la séquence i-bêta ARNm codant Comparer le polypeptide résultant de cette traduction («Pro-i-Bêta ARNm codant» obtenu à partir de l ARNm inversé) à celui de référence de la banque de données («Polypeptide bêta» et proposer une hypothèse sur le sens de lecture du message. Mise en relation de données 2- Le code génétique, lien entre le message nucléotidique et la protéine: a. La correspondance entre le «langage nucléotidique» et le «langage polypeptidique»: Il existe 4 types de nucléotides différents ; ceux-ci codent pour 20 acides aminés! - Si un seul nucléotide codait pour un acide aminé, il y aurait combinaisons possibles. - Si 2 nucléotides codaient pour un acide aminé, il y aurait combinaisons possibles. - Si 3 nucléotides codaient pour un acide aminé, il y aurait combinaisons possibles. Étant donné qu il n y a que 20 acides aminés, quelle remarque peut-on faire concernant ce codage? Pour répondre à cette remarque, vous allez synthétiser 4 molécules d ARNm particulières de trois nucléotides chacune : Fermer la fenêtre précédente. Sélectionnez «Fichier» puis «Créer» ; choisir «ARN» et valider. recommencez 3 fois. 3 TP 6 Du gène à la protéine (partie 2).

4 Entrez pour ARN 1 la séquence AAAAAAAAA. Entrez pour ARN 2 la séquence UUUUUUUUU. Entrez pour ARN 3 la séquence CCCCCCCCC. Entrez pour ARN 4 la séquence GGGGGGGGG. Aller dans «traiter» puis «convertir les séquences» puis «peptidique» et «choisir traduction simple». Recopier le tableau ci-dessous. Vous y indiquerez vos résultats. ARNm à créer Peptide traduit Relation nucléotide/acide aminé AAAAAAAAA UUUUUUUUU CCCCCCCCC GGGGGGGGG Au vu du nombre d acides aminés enchaînés, quelle possibilité proposée doit-on retenir? On appelle «codon» les nucléotides de l ARNm codant pour un acide aminé, combien de cocon existe-t-il pour 20 acides aminés? Saisie de données Pour vérifier votre hypothèse réaliser les étapes suivantes Entrez comme séquence AAAAAUAAA. Refaire l opération avec la séquence suivante : AAAAAGAGA. Refaire la même chose avec la séquence suivante AAAUAAAAA. Sélectionner les 3 séquences et convertir les séquences en séquences protéiques. Recopier le tableau suivant et le compléter? ARNm à créer Peptide traduit Propriété du code génétique AAAAAUAAA AAAAAGAGA AAAUAAAAA Quelles conclusions peut-on en tirer? L hypothèse d un codage par triplets est-elle validée? Justifier. 4 Saisir des données

5 b. Le sens de la lecture de l ARN messager : Fermer toutes les fenêtres et ouvrir à nouveau les séquences d ADN, d ARNm et peptidique de la chaîne de l hémoglobine : Choisir «expression de l information génétique» puis «globine bêta» «gène et ARNm codant» Refaire l opération et sélectionner «séquence peptidique». Dirigez-vous, pour la séquence d ARNm, à l aide de l onglet déroulant, au niveau des nucléotides 441 à 444. Que constatez-vous au niveau de la protéine? Dupliquer comme précédemment la molécule d ARNm et inverser la séquence. Faire ensuite une traduction simple Quel est l effet du triplet constitué par les nucléotides n 25, 26 et 27 de l ARNm inversé? Fermer la fenêtre Saisir des données Mise en relation des données c. Un début et une fin de traduction aller dans «fichier», «banque de séquences», choisir «le système ABO des groupes sanguins» puis «séq cod.adn» et «OK» aller dans «traiter», «convertir des séquences», sélectionner «ARNm et peptidique» puis choisir «traduction des phases ouvertes de lecture», puis «résultats dans la fenêtre affichage/édition» La conversion se fait ici en commençant par la 1 ère base (C1), la 2 ème (C2) ou la 3 ème (C3). On réalise alors un décalage du «cadre de lecture» de l ARNm. Les parties traduites sont appelées «phases ouvertes de lecture». Quel est le point commun à toutes les séquences traduites au niveau de la protéine? au niveau de l ARNm? En vous aidant de ce que vous avez précédemment, déterminer comment se terminent les séquences traduites au niveau de l ARNm? Combien il y a-t-il de codons de «fin de traduction»?- tous les cas existants sont représentés ici. Saisie de données 5 TP 6 Du gène à la protéine (partie 2).

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