Relation ADN - acides aminés - Maxicours

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Relation ADN - acides aminés

Objectif
L'ADN gouverne la synthèse des protéines, mais ne guide pas directement la mise en place des acides aminés. En effet, l'ADN est confiné dans le noyau de la cellule tandis que l'assemblage des acides aminés se réalise dans le cytoplasme de la cellule. Il existe donc une molécule intermédiaire entre l'ADN et les protéines.
Quelle correspondance existe-t-il entre les nucléotides et les acides aminés ?
Quelle est cette copie de l'ADN ?
1. Système de correspondance entre gène et protéine
Il existe 20 acides aminés différents pour un polypeptide et 4 nucléotides différents pour l'ADN.

Le système de correspondance doit relier chacun des acides par une séquence précise de nucléotides : ce système de correspondance constitue le code génétique. Cette séquence ne peut se constituer d'un seul nucléotide, car seuls quatre acides aminés correspondants aux quatre nucléotides existeraient. Le même raisonnement est adopté pour une combinaison de 2 nucléotides (16 possibilités seulement). Le système de codage le plus simple et le plus complet utilise des séquences de 3 nucléotides, qui permettent 64 combinaisons. Le code génétique fait donc correspondre un triplet de nucléotides, ou codon, avec un unique acide aminé. Mais cet acide aminé peut être codé par différents codons. Seuls 61 codons codent pour un acide aminé, les 3 autres sont des codons stop ou codons non-sens.

Ce système de correspondance est le même pour l'ensemble du monde vivant : une bactérie, par exemple, peut décoder une information génétique humaine. Le code génétique est universel.

 

2. Du gène au polypeptide
La synthèse d'une chaîne polypeptidique fait intervenir deux grands mécanismes successifs :
- la formation de la copie du gène (aspect non détaillé en 1re ES) ;
- le décodage de l'information génétique, ou traduction.

La molécule d'ADN est constituée de deux chaînes, appelés également brins, de nucléotides complémentaires. Seul un des deux brins est copié en une séquence de nucléotides, plus précisément de codons, dans le noyau de la cellule. Cette copie est l'ARN messager, ou ARNm. Cette molécule quitte ensuite le noyau pour passer dans le cytoplasme de la cellule où elle est traduite en acides aminés.

Dans le cytoplasme, chaque codon est déchiffré à l'aide d'organites particuliers : les ribosomes. Ceux-ci se déplacent le long de l'ARNm et organisent la correspondance entre un codon et un acide aminé. Les différents acides aminés sont donc assemblés dans l'ordre imposé par les codons de l'ARNm, c'est-à-dire par l'ADN. Le ribosome arrête la traduction en rencontrant un des trois codons stop : la chaîne polypeptidique est alors formée. La protéine est prête à exercer sa fonction et à participer à la réalisation du phénotype.

L'essentiel

L'expression de l'information génétique contenue dans l'ADN comporte deux étapes à l'intérieur des cellules :
– la transcription, aboutissant à la production d'une série de copies éphémères du gène, les ARN messagers ;
– la traduction, consistant en un décodage de l'information contenue dans les ARN messagers sous forme d'un assemblage d'acides aminés. Les ribosomes, organites globuleux formés de deux sous-unités, sont les « ateliers d'assemblage » des protéines.


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