TP3 Du gène à la protéine Depuis la seconde nous savons qu’un gène est une séquence de nucléotides (A, T, C, G) qui contient les informations nécessaires à la synthèse d’une protéine : séquence d’acides aminés (Il en existe 20 différents) Situation problème :

Ø Doc1 page 38 : Comprendre l’expérience - Problème à résoudre : localiser la synthèse des protéines - Type d’expérience : (aide page 397) marquage radioactif + autoradiographie - Pourquoi utilise-t-on de la leucine radioactive ? c’est un acide aminé à entre dans la constitution des protéines ; radioactive : on peut la suivre par émission de rayonnements)

Ø Analyse : je vois que la radioactivité est visible dans le cytoplasme

Ø Interprétation : je sais que la leucine est un acide aminé qui entre dans la composition des protéines j’en déduis que la leucine a été intégré dans la protéines au niveau du cytoplasme : les protéines sont synthétisées dans le cytoplasme

Donc : L’information nécessaire à la synthèse des protéines est située dans le noyau alors que la synthèse des protéines se déroule dans le cytoplasme Partie 1 : Comment circule l’information génétique du noyau au cytoplasme ?

Ø Doc 2 page 38 : comprendre l’expérience - Quelles sont les propriétés du colorant utilisé (vert de méthyl pyronine) : il colore en vert l’ADN et en rose l’ARN

Ø Analyse : je vois que les noyaux sont colorés en vert (quelques points de coloration en rose) et du rose est visible dans le cytoplasme

Interprétation : je sais que le vert de méthyl pyronine colore en vert l’ADN et en rose l’ARN j’en déduis que l’ADN est contenu dans le noyau des cellules et que l’ARN est situé dans le cytoplasme (cependant peut être présence aussi dans le noyau ?) L’ARN est un acide nucléique, comme l’ADN, il existe donc un autre acide nucléique, situé dans le cytoplasme Quelles sont les caractéristiques de cette molécule ? Quel est son rôle ? Comment et où se forme-t-elle ?

8 REdécouvrir l’ ADN (programme seconde) : http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/gutjahr/molec3D/molec3d/dossiers/acnucl_accueil.htm

• Choisir ADN, puis structure spatiale • Afficher en boules et bâtonnets • Colorer par atomes : atomes constitutifs • Colorer par chaînes • Colorer par nucléotides • Afficher les liaisons hydrogène

• Dans présentation choisir ADN, produits de l’hydrolyse ménagée

• Puis choisir assemblage de bases • Puis 2 types de liaison

• Revenir à la structure spatiale et afficher en

trace et bâtonnets, colorer par nucléotides et afficher les liaisons hydrogène

L’ADN est composé de 5 atomes ≠ : C, H, O, N, P Il est constitué de 2 chaînes (les brins) de nucléotides Il existe 4 nucléotides ≠. Les 2 brins sont associés grâce aux nucléotides qui sont associés par paires : A-T ; C-G Chaque nucléotide est composé de 3 composants : 1 sucre : désoxyribose un ion : phosphate une base azotée : adénine ou thymine ou cytosine ou guanine Ils sont associés entre eux, le long des brins, par une liaison forte entre les nucléotides (phosphate-désoxyribose) Les 2 brins sont associés grâce à des liaisons hydrogène (faibles) entre les nucléotides complémentaires des 2 brins.

8 Découvrir l’ ARN  • Choisir ARN, puis un ARN messager,

afficher en trace et sphères 30%, colorer par atomes

• Colorer par chaînes • Colorer par nucléotides

• Dans présentation choisir ARN, nucléotides

L’ARN est composé de 5 atomes ≠ : C, H, O, N, P Il est constitué de 2 chaînes de nucléotides reliés entre eux par des liaisons fortes Il existe 4 nucléotides ≠. Chaque nucléotide est composé de 3 composants : 1 sucre : le ribose un ion : phosphate une base azotée : adénine ou uracile ou cytosine ou guanine

Ø Doc 4 page 39: comprendre l’expérience

- Problème à résoudre : localiser la synthèse des ARN - Type d’expérience : (aide page 397) marquage radioactif et autoradiographie - Que sont les « éléments radioactifs constitutifs de ceux-ci* » ? les nucléotides caractéristiques de l’ARN : marquage de l’uracile ou du ribose - qu’est ce qu’un « pore » ? Un « trou »

Ø Analyse : je vois que au début de l’expérience la radioactivité est concentrée dans le noyau, puis au bout de 30 minutes d’incubation elle se retrouve dans le cytoplasme

Ø Interprétation : je sais que l’élément marqué est un constituant qui entre dans la composition de

l’ARN et qu’il y a des pores dans l’enveloppe nucléaire, j’en déduis que l’on peut faire l’hypothèse que l’ARN est synthétisé dans le noyau puis il se déplace grâce aux pores nucléaires vers le cytoplasme.

Bilan :

   Nombre  de  chaînes   2   1  Lieu  de  synthèse  dans  la  cellule   noyau   noyau  

Déplacement  vers…     cytoplasme  

Ø Expérience : Afin d’élucider le rôle de l’ARN, on injecte de l’ARN dans une cellule débarrassée de son noyau.

On mesure la quantité d’ARN (+ à T0 et T+30min) et d’acides aminés incorporés dans les protéines en fonction du temps : Je vois que l’ARN diminue jusqu’à disparaître au bout de 30 minutes après chaque injection et symétriquement le nombre d’acides aminés intégrés dans des protéines (=synthèse des protéines) augmente. Je déduis que la présence d’ARN induit la synthèse des protéines.

L’ARN est un acide nucléique formé d’un seul brin plus court que l’ADN il est constitué de 4 nucléotides : A, U, C, G Il est synthétisé dans le noyau puis se déplace vers le cytoplasme grâce à la présence de pores dans l’enveloppe nucléaire, où il contrôle la synthèse d’une protéine. Il contient donc l’information nécessaire à la synthèse d’une protéine comme un gène !

 8 On utilise un logiciel d’analyse des données moléculaire (anagène), on affiche la séquence d’un

ARN codant pour une protéine :

8 On affiche la séquence du brin d’ADN codant d’un fragment du gène codant la même protéine :

Ø Donnez le brin complémentaire (Adn-ARN1) du brin codant (BrT-ARN1) Ø Comparez la séquence des 2 brins avec la séquence de l’ARN : que remarquez vous ?

Le brin d’ARN est le brin complémentaire du brin codant, c’est la copie complémentaire du brin codant = brin transcrit (copié) ; il porte la même séquence que le brin non codant. Mais attention dans l’ARN T à U Le brin codant (contenant les informations nécessaires à la synthèse d’une protéine) est donc copié en ARN : c’est la TRANSCRIPTION. L’ARN polymérase est une protéine : une enzyme qui catalyse la synthèse de l’ARN au contact de l’ADN :

Brin  codant  =    transcrit  

  Brin    non  codant  =  non  transcrit    

Séquence  =  du  brin  non  transcrit  (TàU)  

Séquence  complémentaire  du  brin  transcrit  (TàU)  

• Bilan :

   

 

ARN  polymérase  

ARN  Brin  transcrit    

Brin  non  transcrit  

ADN  

Nucléotide    

Traduction  à  TP3  

?  

ARN  polymérase  

Pore