SVT · 2ème Année Bac — Sciences Mathématiques A

آلية تعبير الخبر الوراثي

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

L'expression du gène se déroule en deux étapes majeures :

1. La Transcription (dans le noyau) : Elle consiste à synthétiser une molécule d'ARNm à partir d'un brin d'ADN (brin transcrit ou matrice).

Enzyme : L'ARN polymérase.
Mécanisme : L'enzyme reconnaît une séquence de départ (promoteur), ouvre la double hélice, et assemble des nucléotides d'ARN complémentaires à l'ADN (A $\rightarrow$ U, T $\rightarrow$ A, C $\rightarrow$ G, G $\rightarrow$ C).
Résultat : Une molécule d'ARNm simple brin de type $5' \rightarrow 3'$ .

2. La Traduction (dans le cytoplasme) : Elle consiste à convertir la séquence de nucléotides de l'ARNm en une séquence d'acides aminés (protéine).

Lieu : Sur les ribosomes.
Acteurs : L'ARNm (message), les ARNt (transporteurs d'acides aminés munis d'un anticodon), et les acides aminés.
Étapes :
1. Initiation : Fixation du ribosome sur l'ARNm au niveau du codon d'initiation (généralement $AUG$ ).
2. Élongation : Formation de liaisons peptidiques entre les acides aminés apportés par les ARNt successifs.
3. Terminaison : Rencontre d'un codon STOP ( $UAA, UAG, UGA$ ), libération de la chaîne polypeptidique.

Le Code Génétique : C'est le dictionnaire qui lie un codon (triplet de bases) à un acide aminé. Il est :

Universel : le même pour presque tous les êtres vivants.
Dégénéré : plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé.

Méthodes à maîtriser

Complémentarité des bases : Savoir passer de l'ADN (brin matrice) $\rightarrow$ ARNm $\rightarrow$ Protéine.
Lecture du code génétique : Utiliser le tableau pour associer un codon à un acide aminé.
Analyse de mutation : Identifier l'impact d'un changement de base (substitution, délétion, insertion) sur la séquence protéique.

Exemples corrigés

Exemple : Soit un brin d'ADN matrice de séquence $3' - TAC - GGC - ATT - 5'$ .

Trouver l'ARNm : $5' - AUG - CCG - UAA - 3'$ .
Trouver la protéine : $AUG \rightarrow$ Méthionine ; $CCG \rightarrow$ Proline ; $UAA \rightarrow$ STOP. Résultat : Mé - Pro.

Erreurs fréquentes

Confondre le brin matrice (utilisé pour la transcription) et le brin codant (identique à l'ARNm, sauf T remplacé par U).
Oublier que l'ARN contient de l'Uracile (U) et non de la Thymine (T).
Croire qu'un codon peut coder pour plusieurs acides aminés (c'est l'inverse : un acide aminé peut avoir plusieurs codons).

L'essentiel du cours

L'expression du gène se déroule en deux étapes majeures :

1. La Transcription (dans le noyau) : Elle consiste à synthétiser une molécule d'ARNm à partir d'un brin d'ADN (brin transcrit ou matrice).

Enzyme : L'ARN polymérase.
Mécanisme : L'enzyme reconnaît une séquence de départ (promoteur), ouvre la double hélice, et assemble des nucléotides d'ARN complémentaires à l'ADN (A $\rightarrow$ U, T $\rightarrow$ A, C $\rightarrow$ G, G $\rightarrow$ C).
Résultat : Une molécule d'ARNm simple brin de type $5' \rightarrow 3'$.

2. La Traduction (dans le cytoplasme) : Elle consiste à convertir la séquence de nucléotides de l'ARNm en une séquence d'acides aminés (protéine).

Lieu : Sur les ribosomes.
Acteurs : L'ARNm (message), les ARNt (transporteurs d'acides aminés munis d'un anticodon), et les acides aminés.
Étapes :
1. Initiation : Fixation du ribosome sur l'ARNm au niveau du codon d'initiation (généralement $AUG$).
2. Élongation : Formation de liaisons peptidiques entre les acides aminés apportés par les ARNt successifs.
3. Terminaison : Rencontre d'un codon STOP ($UAA, UAG, UGA$), libération de la chaîne polypeptidique.

Le Code Génétique : C'est le dictionnaire qui lie un codon (triplet de bases) à un acide aminé. Il est :

Universel : le même pour presque tous les êtres vivants.
Dégénéré : plusieurs codons peuvent coder pour le même acide aminé.

Méthodes à maîtriser

Complémentarité des bases : Savoir passer de l'ADN (brin matrice) $\rightarrow$ ARNm $\rightarrow$ Protéine.
Lecture du code génétique : Utiliser le tableau pour associer un codon à un acide aminé.
Analyse de mutation : Identifier l'impact d'un changement de base (substitution, délétion, insertion) sur la séquence protéique.

Exemples corrigés

Exemple : Soit un brin d'ADN matrice de séquence $3' - TAC - GGC - ATT - 5'$.

Trouver l'ARNm : $5' - AUG - CCG - UAA - 3'$.
Trouver la protéine : $AUG \rightarrow$ Méthionine ; $CCG \rightarrow$ Proline ; $UAA \rightarrow$ STOP. Résultat : Mé - Pro.

Erreurs fréquentes

Confondre le brin matrice (utilisé pour la transcription) et le brin codant (identique à l'ARNm, sauf T remplacé par U).
Oublier que l'ARN contient de l'Uracile (U) et non de la Thymine (T).
Croire qu'un codon peut coder pour plusieurs acides aminés (c'est l'inverse : un acide aminé peut avoir plusieurs codons).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

Tu as appris les sciences en arabe ? Touche un mot pour voir sa traduction et une explication en darija.

La question que tu n'oses pas poser en classe ? Pose-la à UstadZéro jugement, même en darija, même à minuit. Il t'explique pas à pas et corrige ta démarche. Gratuit.Commencer gratuitement

Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 آلية تعبير الخبر الوراثي

1/4

Où se déroule la transcription chez les eucaryotes ?

❓ Questions fréquentes

Quelle est la différence entre la transcription et la traduction ?

La transcription se passe dans le noyau et transforme l'ADN en ARNm.
La traduction se passe dans le cytoplasme (sur les ribosomes) et transforme l'ARNm en protéine.

💡 À retenir : Transcription = ADN $\rightarrow$ ARN ; Traduction = ARN $\rightarrow$ Protéine.

La transcription se passe dans le noyau et transforme l'ADN en ARNm.
La traduction se passe dans le cytoplasme (sur les ribosomes) et transforme l'ARNm en protéine.

💡 À retenir : Transcription = ADN $\rightarrow$ ARN ; Traduction = ARN $\rightarrow$ Protéine.

Quel est le rôle de l'ARN polymérase ?

L'ARN polymérase est l'enzyme responsable de la transcription. Elle se fixe sur l'ADN, sépare les deux brins et assemble les nucléotides d'ARN en suivant la complémentarité des bases avec le brin matrice de l'ADN.

💡 À retenir : C'est l'outil principal de la transcription.

Chno lfarq bin l'ARNm w l'ARNt?

L'ARNm (messager) porte l'information génétique du noyau vers le ribosome.
L'ARNt (transporteur) apporte l'acide aminé spécifique au ribosome en faisant correspondre son anticodon avec le codon de l'ARNm.

💡 À retenir : L'ARNm est le message, l'ARNt est le livreur.

Kifach n3ref l'acide aminé mn l'ARNm?

On prend la séquence de l'ARNm.
On découpe la séquence en groupes de 3 bases (les codons).
On cherche chaque codon dans le tableau du code génétique pour trouver l'acide aminé correspondant.

💡 À retenir : 3 bases = 1 codon = 1 acide aminé.

Chno hiya l'fonction dyal l'codon STOP?

Le codon STOP ne code pour aucun acide aminé. Son rôle est de signaler au ribosome que la synthèse de la protéine est terminée, ce qui provoque la libération de la chaîne polypeptidique.

💡 À retenir : STOP = Fin de la protéine.

Pourquoi dit-on que le code génétique est "dégénéré" ?

On dit qu'il est dégénéré car un même acide aminé peut être codé par plusieurs codons différents (par exemple, la Leucine est codée par 6 codons différents). Cela protège contre certaines mutations.

💡 À retenir : Plusieurs codons $\rightarrow$ 1 seul acide aminé.

Est-ce que la transcription utilise de l'énergie ?

Oui, la synthèse de l'ARN est un processus endergonique qui nécessite de l'énergie, provenant de l'hydrolyse des nucléotides triphosphates (ATP, GTP, etc.) lors de leur incorporation.

💡 À retenir : La synthèse d'une macromolécule demande toujours de l'énergie.

Que se passe-t-il si un codon est remplacé par un autre (mutation par substitution) ?

Cela dépend du nouveau codon :

Il peut coder pour le même acide aminé (mutation silencieuse).
Il peut coder pour un acide aminé différent (mutation faux-sens).
Il peut devenir un codon STOP (mutation non-sens).

💡 À retenir : L'impact dépend du nouveau codon obtenu.

Quelle est la direction de synthèse de l'ARNm ?

L'ARN polymérase synthétise toujours le brin d'ARNm dans le sens $5' \rightarrow 3'$ . Pour cela, elle lit le brin matrice d'ADN dans le sens $3' \rightarrow 5'$ .

💡 À retenir : Synthèse toujours $5' \rightarrow 3'$ .

L'ARN polymérase synthétise toujours le brin d'ARNm dans le sens $5' \rightarrow 3'$. Pour cela, elle lit le brin matrice d'ADN dans le sens $3' \rightarrow 5'$.

💡 À retenir : Synthèse toujours $5' \rightarrow 3'$.

Quel est le rôle du ribosome ?

Le ribosome est le complexe (composé d'ARNr et de protéines) qui sert de site de lecture de l'ARNm et de catalyse pour la formation des liaisons peptidiques entre les acides aminés.

💡 À retenir : C'est l'usine de fabrication des protéines.

L'ARNt possède-t-il un codon ?

Non, l'ARNt possède un anticodon. L'anticodon est une séquence de 3 nucléotides complémentaire au codon présent sur l'ARNm.

💡 À retenir : ARNm $\rightarrow$ Codon ; ARNt $\rightarrow$ Anticodon.

Non, l'ARNt possède un anticodon. L'anticodon est une séquence de 3 nucléotides complémentaire au codon présent sur l'ARNm.

💡 À retenir : ARNm $\rightarrow$ Codon ; ARNt $\rightarrow$ Anticodon.

Combien de nucléotides faut-il pour coder 5 acides aminés ?

Puisque chaque acide aminé est codé par un triplet (3 nucléotides), pour 5 acides aminés, il faut $5 \times 3 = 15$ nucléotides.

💡 À retenir : Nombre de nucléotides = $3 \times$ nombre d'acides aminés.

Puisque chaque acide aminé est codé par un triplet (3 nucléotides), pour 5 acides aminés, il faut $5 \times 3 = 15$ nucléotides.

💡 À retenir : Nombre de nucléotides = $3 \times$ nombre d'acides aminés.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Exercice 1 (Niveau Facile) : On donne la séquence du brin matrice de l'ADN suivant : $3' - TAC - AAA - GGG - TTT - 5'$

Déterminer la séquence de l'ARNm produit.
En utilisant le code génétique suivant : $AUG \rightarrow$ Met ; $UUU \rightarrow$ Phe ; $CCC \rightarrow$ Pro ; $AAA \rightarrow$ Lys. Déterminer la séquence de la protéine.

Exercice 2 (Niveau Moyen) : Une séquence d'ARNm est : $5' - AUG - UUU - AAA - UAG - 3'$ . Une mutation survient et le deuxième codon $UUU$ devient $UUA$ . Le code génétique indique que $UUA$ code aussi pour la Phénylalanine (Phe).

Quelle est la séquence de la protéine initiale ?
Quelle est la séquence de la protéine mutée ?
Comment qualifie-t-on ce type de mutation ?

Exercice 3 (Niveau Difficile) : Soit un segment d'ADN dont le brin codant est : $5' - ATG - GCA - TCG - ATT - 3'$ .

Donner la séquence du brin matrice.
Donner la séquence de l'ARNm.
Déterminer la séquence de la protéine (Code : $ATG \rightarrow$ Met ; $GCA \rightarrow$ Ala ; $TCG \rightarrow$ Ser ; $ATT \rightarrow$ Ile).
Si on supprime le nucléotide 'G' du deuxième codon ( $GCA \rightarrow CA$ ), quel sera l'impact sur la protéine ? (On considère que la lecture se fait par triplets).

Exercice 1

Exercice 1 (Niveau Facile) : On donne la séquence du brin matrice de l'ADN suivant : $3' - TAC - AAA - GGG - TTT - 5'$

Déterminer la séquence de l'ARNm produit.
En utilisant le code génétique suivant : $AUG \rightarrow$ Met ; $UUU \rightarrow$ Phe ; $CCC \rightarrow$ Pro ; $AAA \rightarrow$ Lys. Déterminer la séquence de la protéine.

Exercice 2 (Niveau Moyen) : Une séquence d'ARNm est : $5' - AUG - UUU - AAA - UAG - 3'$. Une mutation survient et le deuxième codon $UUU$ devient $UUA$. Le code génétique indique que $UUA$ code aussi pour la Phénylalanine (Phe).

Quelle est la séquence de la protéine initiale ?
Quelle est la séquence de la protéine mutée ?
Comment qualifie-t-on ce type de mutation ?

Exercice 3 (Niveau Difficile) : Soit un segment d'ADN dont le brin codant est : $5' - ATG - GCA - TCG - ATT - 3'$.

Donner la séquence du brin matrice.
Donner la séquence de l'ARNm.
Déterminer la séquence de la protéine (Code : $ATG \rightarrow$ Met ; $GCA \rightarrow$ Ala ; $TCG \rightarrow$ Ser ; $ATT \rightarrow$ Ile).
Si on supprime le nucléotide 'G' du deuxième codon ($GCA \rightarrow CA$), quel sera l'impact sur la protéine ? (On considère que la lecture se fait par triplets).

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Un prof de SVT pour aller plus loin

Les cours du soir avec des profs vérifiés arrivent : inscris-toi pour être prévenu(e) en premier.

Être prévenu(e) gratuitement

Autres chapitres de SVT

الدراسة الكمية للتغير (القياس الإحيائي)مفهوم الخبر الوراثي الهندسة الوراثية