2. La transmission et le décodage de l information génétique (rappels)

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1 2. La transmission et le décodage de l information génétique (rappels) Après la découverte de la structure en double hélice de l'adn, se développe ne nouvelle discipline, la biologie moléculaire (1), résultat de la convergence de la biochimie et la génétique. Les grands questions abordées par cette discipline dans le courant des années 60 et 70 : - mécanismes de la transmission de l'information génétique, d'une génération à l'autre? - mécanismes de décodage de cette information? Ou comment une séquence de bases azotées peut-elle déterminer les propriétés biologiques d'un être vivant? (1) A l'ulb, la figure de proue de la biologie moléculaire est le r. Jean Brachet. Avec son collègue Raymond Jeener et ses élèves (R. Thomas, H. Chantrenne,...), il fondera en 1968 l'actuel Département de Biologie Moléculaire aujourd'hui implanté sur le Biopark de Gosselies.

2 Transmission : comment l'adn se duplique-t-il? réplication ADN.. avant une division bactérienne, une mitose, une méiose Décodage : comment la séquence des bases azotées de l'adn déterminet-elle les propriétés biochimiques des espèces? ADN transcription ARNm protéine traduction ADN transcription ARN non traduit (ex. ARNt, ARNr, ARN régulateur, ) J. Brachet (ULB) a contribué de manière déterminante à la démonstration que les protéines sont synthétisées sur base de matrices d ARNm

3 2.1 La réplication : principes de base Enzyme : complexe ADN polymérase Substrat reconnu par l enzyme : ADN monocaténaire + amorce complémentaire (1) Sens : vers (extension de l extrémité 3 de l amorce) récurseurs : dat, dct, dgt, dtt (dnt) = désoxyribonucléosides triphosphates (1) Amorce d'arn lors de la réplication in vivo (primase), d'adn dans une réaction de CR

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5 2.2 La transcription : principes de base Enzyme : complexe ARN polymérase Substrat reconnu par l enzyme : ADN bicaténaire Matrice (ou modèle) : ADN monocaténaire (brin non-codant, ou non-sens) Sens : vers (sans amorce) récurseurs : AT, CT, GT, UT (NT) = = ribonucléosides triphosphates l'arn synthétisé et ce brin d'adn présentent la même séquence (sauf les T > U) brin copié = brin codant = brin sens matrice = brin non-codant = brin non-sens (qui sert de modèle pour la synthèse d'un brin complémentaire d'arn, il est "transcrit") La portion d'un gène qui est transcrite = l'unité de transcription de ce gène

6 Règles de complémentarité entre les bases : ARN A U C G ADN T A G C 2 ou 3 ponts H

7 2.3 La traduction : organisation des ARNm et code génétique ARNm chez les procaryotes ARNm monocistronique : région non-traduite (5 UTR) région codante (ORF) région non-traduite (3 UTR) 5 3 -OH NH 2 protéine COOH UTR : untranslated region ORF : open reading frame ARNm polycistronique (opéron) : région non-traduite (5 UTR) région codante 1 (ORF) région codante 2 (ORF) région non-traduite (3 UTR) 5 3 -OH NH 2 protéine 1 COOH NH 2 protéine 2 COOH

8 2.3.2 ARNm chez les eucaryotes ARNm toujours monocistronique : région non-traduite (5 UTR) région codante (ORF) région non-traduite (3 UTR) 5 3 -AAAAAAA-OH coiffe 5 : 7-méthyl-guanosine NH 2 COOH queue polya protéine Région codante = séquence de codons = " open reading frame, ORF ", qui débute par le codon START AUG et se termine juste avant un codon STO (UAA, UAG, ou UGA)

9 Le code génétique - dégénéré : un codon détermine un acide aminé, mais la plupart des acide aminés sont déterminés par plusieurs codons possibles - quasi universel : le même code génétique est utilisé par l immense majorité des êtres vivants (issus d un ancêtre commun), mais dans certains cas (ex. dans les mitochondries, chez certains protistes,..), quelques déviations sont apparues au cours de l évolution (par ex. un des codons STO détermine un acide aminé)